Характеристика сплавов алюминия, в частности дюралюминий
Дюралюминий был разработан более сотни лет назад, в 1903 году. Тогда Альфред Вильм, инженер-металлург, будучи сотрудником германского металлургического завода, установил некую закономерность. Оказалось, что сплав алюминия с четырьмя процентами меди после закалки при +500° C и резкого охлаждения, выдержав при комнатной температуре несколько дней (до 4–5), становится более прочным и твёрдым, но и не теряет при этом своей пластичности. Дальнейшие эксперименты привели к расширению количества входящих в состав элементов, что повысило прочность чистого алюминия (примерно 70–80 МПа) до 350–370 МПа. Содержание - 1 История названия
- 2 Состав сплавов алюминия: разные виды
- 3 Сплавы типа дюралюминий
История названия Группа сплавов этого типа названа в честь немецкого города Дюрен. Здесь же и было начато их производство в промышленном масштабе в 1909 году, спустя шесть лет после открытия и изучения свойств. Кроме названия «дюралюминий» встречается также: - англизированный вариант – «дюралюмин»;
- старая форма – «дуралюминий»;
- «дюраль», как общее название «семейства» алюминия этого типа.
В них же чувствуется аллюзия на латинское слово Durus, что означает жёсткий, твёрдый. Именно так характеризуются основные свойства этих металлов. Состав сплавов алюминия: разные виды Системы Al-Mn, Al-Mg. Главная характеристика — высокая коррозийная стойкость (чуть меньше, чем у чистого алюминия). Кроме того, они хорошо поддаются сварке и пайке, но не резке. Эти сплавы не упрочняют при помощи термической обработки. Применяют для изготовления баков, маслопроводов, бензопроводов, радиаторов авто и тракторов, элементов посуды, в строительстве (в зависимости от конкретного вида и его характеристик). Семейство Al-Mg-Si — сплавы, которые называются коррозионно-стойкими. Упрочняют их при помощи термической обработки. Она заключается в закалке при температуре 515–525 градусов Цельсия с последующим охлаждением в холодной воде с естественным старением при 20 градусах около десяти суток. Основным свойством готовых материалов этой группы является высокая коррозионная стойкость в обычных условиях и в случаях эксплуатации под напряжением. Сплавы Al-Cu-Mg называются конструкционными, или же дюралюминиевыми. Их основа – алюминий, который легирован в разных пропорциях медью, магнием и марганцем. Исходя из них, получают разные виды со своими характеристиками, которые можно разделить на некоторое число групп, что будет рассмотрено далее. ![](http://nemasterok.ru/foto/kakimi-kharakteristikami-obladaet-dyuralyuminiy-i-gde-primenim-etot-material-2.jpg) Материалы группы дюраль обладают мощными механическими свойствами, но сильнее подвержены коррозии, чем второй рассмотренный вид семейства сплавов. С этим частично борется марганец, который дополнительно вводят в состав. Но при эксплуатации дюралюминия необходимо защищать его при помощи лакокрасочных покрытий или же подвергать анодированию. Если сплав применим для плакированных листов, то они и сами отличаются достаточной степенью стойкости к коррозии. То есть, она также во многом зависит от типа обработки. Кроме вышеперечисленных систем сплавов, имеются также: - жаропрочные;
- ковочные;
- жаропрочные ковочные;
- высокопрочные конструкционные сплавы.
Как видим, многие года изучения свойств материалов с основой алюминия позволило создать множество их различных видов и типов, которые обладают необходимыми в конкретной отрасли свойствами. Сплавы типа дюралюминий Всего имеется 4 сплава типа дюралюминий. Все они в разной пропорции содержат как основные компоненты (купрум, магний, марганец), так и другие (Fe, Si, Ti, Zn, Ni). - Д1: купрум — 4,4 ±0,4%, магний — 0,6 ± 0,2%, марганец — от 0,6 ± 0,2%;
- Д16: купрум — от 3,8 до 4,9%, магний — 1,5 ±0,3%, марганец — 0,6 ±0,3%;
- Д19: купрум — от 3,8 до 4,3%, магний — 2,0 ±0,3%, марганец — от 0,5 до 1,0%;
- ВД17: купрум — 2,9 ±0,3%, магний — 2,2 ±0,2%, марганец — от 0,45 до 0,7%.
![](http://nemasterok.ru/foto/kakimi-kharakteristikami-obladaet-dyuralyuminiy-i-gde-primenim-etot-material-3.jpg) Остальные элементы присутствуют в материалах в общем размере не более двух процентов. Для каждого типа дуралюмина также необходим свой режим термической обработки. Сплав Д1 закаливается при температуре 495—510 ° C , а затем проходит стадию естественного старения при 20 ° C в течение 96 часов и более. Для Д16 закалка проходит в двух режимах (зависимо от того, в каком виде будет представлен исходный материал). Если речь о листах из Д16, то для него нужна температура закалки 500 ± 5 °C. Процесс старения можно произвести при 20 °C в течение четырёх суток и более, или при 188—193 °C за гораздо меньшее количество часов — 11–13. Если же этот Д16 после используют для прессованных изделий, то предел температур закалки падает до 485–503° C. Старение тоже можно выполнить двумя путями: - комнатная температура — в те же сроки;
- при температурах 185–195 ° C — в интервале 6–8 часов.
ВД17 закаляется в пределах 495–505 ° C , а старение выполняется только в принудительном порядке при 170 ± 5 ° C в течение 16 ±1 часов. Д19, как и Д16, имеет разные условия закалки и старения материалов: - для листов — t=505 ± 5 ° C, старение — при 20 ° C в течение 5–10 суток или при 185–195 ° C 13 ±1 часов;
- прессованныее изделия — t=500 ± 5 °C, старение — аналогичное при комнатных условиях, или при 190 ± 5 °C за 9 ±1 часов;
|
|
|