Конструкционные сплавы на основе системы Al–Cu–Mg (дюралюминий): Д16, Д1, Д19, ВД17

Алюминий в соединении с другими химическими элементами широко используется во многих отраслях. Благодаря прекрасным качествам, который получает цветной металл, подобные составы называют дюралюминиевыми. Соединение Al-Cu-Mg является основной системой. При помощи дополнительной обработки высокими температурами существенно повышаются механические свойства металла. Соединения маркируются Д1, Д16, Д19 и ВД17.

Введение в соединение марганца позволяет получить образования зон Гинье-Престона сложного состава либо фаз S’ и Ѳ’ с метаболической характеристикой. Несмотря на то, что марганец не входит в состав упрочняющих фаз, его наличие позволяет получить определенные улучшения свойств. А именно:

Повышение устойчивости к коррозийным процессам;
Улучшения показателя рекристаллизации (дисперсные частицы фазы Т (Al₁₂Mn₂Cu));
Качественное повышение механических характеристик.

Наличие кремния и железа в виде примесей снижают некоторые свойства. Присутствие первого элемента характеризуется появлением фаз Mg₂Si и W(Al_xMg₅Cu₆Si₄). В результате наблюдается процесс старения, который в определенной степени влияет на показатель прочности. Несмотря на это, кремний уменьшает количество упрочняющих фаз S’ и Ѳ’ приводит к снижению уровня прочности.

В соединении (Mn,Fe)Al₆ наблюдается возникновение грубых пластин в процессе кристаллизации, что значительно снижает пластичность и прочность. Также железо может участвовать в соединении (Al₂Cu₂Fe), которое не растворяется в алюминии и связывает медь. В результате эффект старения снижает упрочнение в сплаве. Чтобы избежать нежелательных свойств в дуралюмине процент Fe не должен превышать показатель 0,5-0,7% от общей массы.

Виды соединений

В производстве представлены различные виды обработки сплавов из алюминия. Среди них:

Плакированные. Высокая степень устойчивости к коррозийным процессам.
Неплакированные. Требуют дополнительной обработки в виде анодирования или применение специальных лакокрасочных материалов для обеспечения устойчивости коррозии.
Прессованные (кованые, штампованные). Характеризуются низкой устойчивостью к коррозии и при нагреве выше 100С наблюдается эффект старения. После температурной обработки сопротивляемость окислительным процессам значительно повышается.

Сплав качественно сваривается точечной сваркой. Удовлетворительная обработка возможна размеренным травлением (фрезерованием) и резанием. Во втором случае хороший результат возможен при работе со сплавом, который закален или имеет состаренное состояние. Резка в отожженном состоянии практически не возможна.

Сварка с плавлением не применяется по причине возникновения трещин в точки прогрева. Высока вероятность пережога при использовании метода высокотемпературной пайки. Ковка сплавов дюралюминия Д16 и Д16П возможна в температурном режиме прогрева 380-460С.

Применение

Во многих областях народного хозяйства чаще всего применяется дюралюминий марок Д16 и Д19. Первый используется в листовом виде для строительства самолетов. Обшивка, лонжероны, рычаги управления – все это изготавливают из дюралюминия, который отвечает всем требованиям.

Сплав Д19 используется для деталей и элементов различных конструкций, применяющихся в условиях температурного режима от 200С до 250С. Также из него изготовляют заклепки различного назначения.

Более специфически используются марки сплава алюминия Д1 и ВД17. Первый предназначается для производства лопастей воздушных винтов и некоторых узлов крепления. Дюралюминий ВД17 используется при изготовлении лопаток двигателей компрессорного типа.