Характеристики механических свойств плакированных листов, прессованых прутков и труб марок Д16, Д1, Д19

Эффект полной термической обработки состоит из эффекта закалки (разность характеристик закаленного и отожженного сплава) и эффекта старения (разноть характеристик состаренного и закаленного сплава). У разных систем алюминиевых сплавов эффекты закалки и старения различны. Старение — это термическая обработка, при которой в сплаве, подвергнутом закалке без полиморфного превращения, происходит распад пересыщенного твердого раствора. Явление старения алюминиевых сплавов открыл Вильм. Он установил, что сплав алюминия с медью и магнием, закаленным с 500 °С в воде, после выдержки в течение 4 сут при комнатной температуре приобретает повышенные прочность и твердость, а пластичность его не изменяется. При повышении температуры процесс старения ускоряется. Наибольшими эффектами закалки из дюралюминов обладает сплав Д16. Для старения, протекающего в естественных условиях без подогрева, принят термин «естественное старение», а для старения, происходящего в условиях специального подогрева после закалки — «искусственное старение». Однако эти термины недостаточно точно характеризуют происходящие в процессе старения структурные превращения и нуждаются в уточнении. Распад твердого раствора протекает, как правило, в несколько стадий — образование когерентных с матрицей зон ГП (Гинье-Престона) , затем частично когерентных метастабильных фаз и, наконец, некогерентных частиц стабильной фазы. У некоторых сплавов естественного старения при комнатной температуре не происходит, и, чтобы оно началось, требуется специальный подогрев до сравнительно высоких температур. У других сплавов переход от естественного старения к искусственному (т. е. от зон к фазам) наступает и при комнатной температуре, правда, иногда при весьма длительных выдержках. Сравнивая свойства дюралюминов после естественного и исскуственного старения, видно, что естествено состаренные сплавы имеют меньшую прочность, но не теряют пластичность по сравнению с отожжеными. Это связано с тем, что при температурах 20-100°C упрочнение происходит благодаря образованию зон ГП, а при более высоких температурах происходит выделение метастабильной фазы S', (стабильная S -Al2CuMg). Дальнейшее повышение температуры и времени старения приводик к коагуляции метастабильных фаз и уменьшению прочностных свойств. В серийном производстве для приемки и оценки качества полуфабрикатов по механическим свойствам сплав Д16 подвергают ускоренному старению при 100°С в течение нескольких часов (вместо того, чтобы в течение четырех суток ожидать завершения естественного старения при комнатной температуре). Этот прием вполне приемлем, так как в обоих случаях идет примерно один и тот же процесс зонного старения, при котором сплав имеет близкие прочностные свойства. При этом по границам уже происходит выделение частиц метастабильных фаз, что вызывает снижение коррозионной стойкости.[4],[5] Характеристики механических свойств плакированных листов (поперек прокатки) Сплав Состояние листов Толщина листов, мм σв σ0,2 β, % кгс/мм² Д1 Отожженные 0,6—1,9 ≤23 - 12 2,0—10,0 ≤24 - 12 Закаленные и естественно состаренные 0,5—1,9 37 19 15 2,0—10,0 38 20 15 Д16 Отожженные 0,5—1,9 ≤23 - 10 2,0—10,0 ≤24 - 10 Закаленные и естественно состаренные 0,5—1,9 41,5 27,5 13 2,0—6,0 43,5 28 11 6,1 — 10,0 43,5 28 10 Нагартованные после закалкии естественно состаренные 1,5—1,-9 43,5 34 10 2,0—7,5 46,5 35 8 Закаленные и искусственно состаренные 0,5—0,7 40,0 35 5 0,8—1,9 43,5 38 5 2,0—6,0 45,5 39 5    Нагартованные после закалки и искусственно состаренные 1,5—1,9 46 43 3 2,0—6,0 49 46 4 Д19 Отожженные 0,5—1,9 ≤23 - 10 2,0—10,0 ≤24 - 10 Закаленные и естественно состаренные 0,5-1,9 40,5 26,5 13 2,0—6,0 42,5 27 11 6,1 — 10,0 42,5 27 10 Нагартованные после закалки и естественного старения 1,5—1,9 43,5 34 10 2,0—7,5 46,5 35 8 Характеристики механических свойств прессованых прутков Марка сплава Состояние материала прутков при изготовлении Состояние материала образцов при испытании Диаметр прутков, мм Временное сопротивление σв,МПа (кгс/мм²) Предел текучести σ0,2 ,МПа (кгс/мм²) Относительное удлинение β, % не менее Д1 Без термической обработки Без термической обработки От 8 до 300 включ. 195 (20) 110(11) 12 Закаленное и естественно остаренное От 8 до 130 включ. 375 (38) 215 (22) 12 Св. 130 до 300 включ. 355 (36) 195 (20) 10 Закаленное и естественно состаренное Закаленное и естественно состаренное От 8 до 100 включ. 375 (38) 215 (22) 12 Д16 Без термической обработки Без термичес­кой обработки От 8 до 300 включ. 245 (25) 120(12) 12 Закаленное и естественно состаренное От 8 до 22 включ. 390 (40) 275 (28) 10 Св. 22 до 130 включ. 420 (43) 295 (30) 10 Св. 130 до 300 включ. 410 (42) 275 (28) 8 Св. 300 до 400 включ. 390 (40) 245 (25) 6 Закаленное и естественно состаренное Закаленное и естественно состаренное От 8 до 22 включ. 390 (40) 275 (28) 10 Св. 22 до 100 включ. 420 (43) 296 (30) 10 Характеристики механических свойств труб в закаленном и естественно состаренном состоянии Сплав Способ изготовления труб Размеры, мм σв σ0,2 δ, % Толщина стенки Диаметр кгс/мм2 Не менее Д1 Прессованные ≤5 - 34 - 10 ≥5 ≤120 36 20 12 >120 38 22 10 Катаные и тянутые <1,0 ≤22 38 20 13 1.5—6,0 38 20 14 До 1.0 23—50 40 23 12 1,5—5,0 40 23 13 >5 >50 40 23 11 Д19 Прессованные ≤5 37 - 9 ≥5 ≤120 40 26 12 >120 43 28 10 Катаные и тянутые <1.0 ≤22 42 26 13 1,5-5,0 42 26 14 ≥5 23—50 43 29 12 50 43 29 10 назад  вперед