Конструкционные сплавы высокой прочности на основе Al-Mg-Zn-Cu

В упрочнении сплава путем термической обработки соединение магния, меди и цинка между собой, а также вместе с алюминием играют значимую роль. Под воздействием температуры образуются металлические соединения S(Al₂CuMg), MgZn₂ и T(Mg₄Zn3Al₃). В конструкционных сплавах высокой прочности особое значение имеет фаза Т, которая является равновесной относительно твердого раствора. На изотермическом разрезе части диаграммы состояния системы Al-Mg-Zn при температуре 25 С данная особенность хорошо видна.

Наличие марганца в соединении способствует образованию мелкозернистой структуры, а также существенно затрудняет выделение металлических фаз на границах зерен. В связке с хромом он существенно усиливает эффект старения и антикоррозийную устойчивость. Значительное увеличение прочности наблюдается в прессованных сплавах. Особенностью данного процесса является выделение мелкодисперсных частиц марганцовистой фазы либо формированием боков внутри зерен раствора (твердого).

Соединения алюминия с другими элементами на основе системы Al-Mg-Zn-Cu характеризуются высоким показателем прочности и существенно пониженной пластичностью, в сравнении с другими сплавами. В полуфабрикатах, которые состарены естественно антикоррозийная устойчивость неудовлетворительная. Для повышения данного показателя требуется проведение анодирования, с последующим окрашиванием.

Конструкционные сплавы высокой прочности чувствительны к надрезам. После закалки и искусственного старения антикоррозийная устойчивость на удовлетворительном уровне. Типы В96 и В96ц склонны к растрескиванию под воздействием напряжения.

Низкая пластичность и высокая чувствительность к концентрации напряжения свойственна типу В95. Также присутствует высокая степень анизотропии свойств в продольном и поперечном направлении волокон. Данные недостатки устраняются при помощи рационального применения конструкции, надлежащей антикоррозийной и правильной технологической обработке.

Прочность полуфабрикатов (заготовок) достигается путем закалки с последующим искусственным старением. Термическая обработка проводится при температуре 460-475 С. В зависимости от типа сплава время, отведенное на искусственное старение, варьируется:

Обработка и применение

Соединение сплавов типа В95 точечной сваркой на хорошем уровне. Типы В96 и В96ц свариваются аргонодуговой сваркой удовлетворительно. Шов проварки имеет пониженную прочность. При помощи резки хорошо обрабатываются все конструкционные сплавы алюминия высокой прочности.

В различных отраслях конструктивные детали нагружных конструкций изготавливаются преимущественно из типов В93, В95 и В96. Также они применяются для производства конструкций в технических областях. Тип В94 предназначается преимущественно для проволоки и заклепок. Конструкционные сплавы алюминия высокой прочности эксплуатируются в длительном периоде лишь при температуре до 100 С.