Характеристика сплавов алюминия, в частности дюралюминий

Сплав дюралюминий - это материал, из которого создают разные виды изделий для быта.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.

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

  1. 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).
  2. Сплав дюраль может быть в листах или прутах.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.
  3. 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.

Дюралюминий Д16АТ  в листах - прочный материал.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%.

Сплавы алюминия и дюралюминия отличаются друг от друга гибкостью, прочностью и температурой плавления.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;
Внимание, только СЕГОДНЯ!