Д16 и д16т какая разница?

Сплав Д16Т

Распространение современных технологий привело к появлению материалов с исключительными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать дюралюминий, который весьма распространен на сегодняшний день. Характеристики Д16Т позволяют использовать материалы этой группы при изготовлении самых различных конструкций и механизмов. Сегодня рассматриваемый сплав применяется в авиационной и космической промышленности, что можно связать сочетание высокой прочности с легкостью.

Расшифровка марки Д16Т

Расшифровка марки позволяет определить ее основные эксплуатационные качества и химический состав. Марка Д16Т относится к классу дюралюминия, который характеризуется высокой концентрацией легирующих элементов.

Сегодня расшифровывают Д16Т при применении ГОСТа. В отличии от других сплавов, рассматриваемые маркируются по собственной системе. Дюралюминий Д16Т расшифровывается следующим образом:

1. Д – обозначение материалов группы дюралюминия. Она существенно отличается от обычного алюминия, что связано с включением в состав различных легирующих элементов. Концентрация других химических элементов позволяет изменить многие эксплуатационные качества.
2. 16 – номер сплава. По сути эта цифра не указывает на какие-либо качества, но она используется для обозначения сплава с определенными качествами.
3. Т – символ, который обозначение проведение закалки и естественного старения. Термическая обработка, связанная с закалкой, предусматривает оказание воздействия высокой температуры, за счет чего происходит перестроение поверхностного слоя.

Алюминий Д16Т весьма распространен в области, где производятся ответственные механизмы и устройства, на которые будет оказываться серьезное воздействие со стороны окружающей среды.

Химический состав

Химический состав каждого материала имеет свои определенные особенности, которые и определяют физико-механические качества.

Рассматриваемый алюминиевый сплав Д16Т относится к группе Al-Cu-Mg с легированием марганца. Химический состав сплава Д16Т характеризуется следующим образом:

1. Большая часть сплава – алюминий, концентрация которого доходит до показателя 94,7%.
2. Остальная часть массы приходится на магний, медь и другие различные примеси.
3. Включение в состав марганца определяет существенно увеличение коррозионной стойкости сплава Д16Т и увеличить некоторые механические свойства.
4. В состав включается небольшая доля титана и железа. Негативное влияние на сплав Д16Т оказывает концентрация железа. Это связано с тем, что подобный химический элемент не растворяется в алюминии, создает неоднородные пластины. Концентрация железа выдерживается в строгом пределе, так как неоднородная структура может привести к серьезным проблемам.

Химический состав сплава Д16Т

Дуралюмин производится при тщательном контроле концентрации всех элементов. Увеличение в составе количества железа приводит к тому, что металл становится менее однородным, за счет чего падает качество и ухудшаются другие эксплуатационные качества. Титан и марганец должны также выдерживаться в определенном диапазоне концентрации, так как слишком высокий и низкий показатели могут привести к изменению основных физико-механических качеств.

Свойства материала

Сплав Д16Т, характеристики которого можно назвать весьма привлекательными, обладает огромным количеством преимуществ в сравнении с другими сплавами.

Особенности дюралюминия определяют то, что этот сплав во многом обходит обычный алюминий и другие материалы. Физические и механические свойства заключаются в следующих моментах:

1. Высокая стабильность структуры. За счет этого изготавливаемые изделия могут прослужить долго и выдерживают существенное воздействие со стороны окружающей среды.
2. Плотность материала определяет его низкий удельный вес, уровень которого составляет 2800 кг/м 3 . За счет этого получаемые изделия становятся легкими. Именно поэтому Д16Т получил распространение в авиастроении и при изготовлении элементов, которые применяются при изготовлении оборудования для космической промышленности. Для того чтобы устройство смогло преодолеть земную тягу с меньшими энергетическими затратами создаваемая конструкция должна иметь небольшой вес. Проведенные исследования указывают на то, что Д16Т в 3 раза легче стальных.
3. Повышенное сопротивление к микроскопической деформации в процесс эксплуатации. Это связано с тем, что модуль упругости имеет довольно высокое значение.
4. Высокий предел прочности Д16Т достигается за счет включения в состав огромного количества легирующих элементов, к примеру, титана. При этом твердость сплава Д16Т составляет 42 МПа.

Кроме этого, температура плавления дюралюминия Д16Т довольно высокая. За счет этого есть возможность использовать сплав при создании различных устройств, которые могут эксплуатироваться при высоком сопротивлении воздуха. Слишком высокое сопротивление становится причиной, по которой металл нагревается и становится более мягким, пластичным. Высокая температура плавления позволила применять дюралюминий при изготовлении летательных аппаратов, так как обычный алюминий нагревается и становится мягким и менее прочным.

Область применения

Широкая область применения Д16Т связана с его основными эксплуатационными качествами. Стоит учитывать, что сложности, возникающие в процессе производства, существенно повышают стоимость этого сплава. Несмотря на распространение алюминия, дюралюминий применяется лишь в случае, когда это требуется. Сплав Д16Т выпускается в следующих видах:

1. Листы.
2. Уголки.
3. Прутки.
4. Плиты.

Стоит учитывать, что сплав крайне редко поставляется на производственную площадку в чистом виде. Для повышения основных эксплуатационных качеств зачастую проводится химикотермическая обработка. Заготовки применяются для получения следующих изделий:

1. Элементы обшивки.
2. Каркасы.
3. Тяги.
4. Лонжероны.

1. В чистом виде. Как ранее было отмечено, в этой форме заготовки встречаются редко.
2. В закаленном или естественно состаренном состоянии.
3. После искусственного состаривания.
4. Плакированные.
5. Отоженные.

Очень большое распространение получили заклепки, изготавливаемые из рассматриваемого материала. Это связано с тем, что заклепки из Д16Т характеризуются высоким показателем сопротивления на срез.

Термическая обработка позволяет существенно увеличить основные эксплуатационные качества. По установленным стандартам подобного рода улучшение позволяет повысить устойчивость металла к воздействию высокой температуры. К примеру, крепежные элементы могут выдерживать температуру от 120 до 230 градусов Цельсия. Применяется сплав и в машиностроительной сфере при создании кузова.

Аналоги Д16Т

В продаже встречается довольно большое количество зарубежных аналогов. Дюраль д16 производится с учетом установленных стандартов и имеет соответствующие характеристики. Д16Т аналоги маркируются по своим стандартам, к примеру, т3511.

При рассмотрении аналогов следует учитывать особенности проводимой термической обработки Д16ЧТ:

1. Для начала выполняется температурная закалка, для чего заготовка нагревается до температуры 500 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что слишком высокая температура приводит к пережогу алюминий и ухудшению его основных качеств. При этом изменения происходят резко. Поэтому следует уделять много внимания температурному режиму.
2. Следующий шаг заключается в закалке в холодной воде. При этом большое значение имеет температура воды. Оптимальным значением принято считать диапазон от 250 до 350 градусов Цельсия.
3. Далее для улучшения основных качеств проводится естественное старение. Процесс достаточно прост, поверхность контактирует с воздухом, температура которого схожа с комнатной. Процесс длиться в течение 4-5 дней.

В результате проведенного процесса поверхность приобретает твердость около 125-130 НВ. Подобный показатель можно назвать максимальным значением для сплавов рассматриваемой группы.

В заключение отметим, что применение современных технологий позволяет выдерживать процент концентрации всех элементов строго в рекомендуемом диапазоне. За счет этого повышается качество сплава и его основные характеристики.

Алюминиевый сплав Д16Т: характеристики и расшифровка марки

Справочники по продукции предприятий металлургической отрасли говорят о том, что на базе алюминия производят порядка 250 сплавов. У каждого свой состав, назначение и технические характеристики. Между тем среди этого разнообразия можно встретить сплав Д16Т, который благодаря характеристикам применяют практически во всех отраслях промышленности.

Химический состав и некоторые свойства

Алюминий Д16Т относят к сплавам металлической системы Al/Cu/Mg. В состав входят:

• алюминий до 94 %;
• медь до 4,9%;
• магний до 1,8%;
• марганец до 0,9% и множество других элементов.

Химсостав дюралюминия Д16Т регламентирован в ГОСТ 4784-97. Название расшифровывают следующим образом:

• Д – дюралюминий,
• 16 порядковый номер сплава,
• Т — закаленный и состаренный.

В состав Д16Т могут входить элементы: бериллий, титан, кремний, никель и прочее.

Кремний препятствует свариваемости сплава. Дело в том, что при воздействии высоких температур, возникающих в зоне сварки, в месте сварочного шва образуются трещины, снижающие качество сварки.

Никель снижает пластичность и прочность термически обработанных сталей. Вместе с тем при высоких температурах снижает коэффициент линейного расширения.

Одновременное присутствие в сплаве никеля и железа приводит к повышению механических характеристик. Следует отметить, что совместное содержание этих двух металлов оказывающих положительное влияние на Д16Т напрямую связано с образованием соединения FeNiAl9, как видно из формулы в нем нет и следов пребывания меди.

Специалисты по цветным металлам знают, что наличие одного железа в химическом составе алюминиевого сплава заметно ухудшает его характеристики. Оно способствует образованию пластин феррума. Это явление существенно понижает прочностные характеристики сплава Д16Т. Именно поэтому ГОСТ жестко нормирует содержание железа в Д16Т.

Аналоги

Технические параметры алюминия Д16Т привели к тому, что его производят более чем десяти странах мира. Ниже приведены аналоги сплава, который производят в в индустриально развитых странах мира, в США сплав называется 2024. В Германии 3,155, в странах Европейского союза сплав носит название ENAW-2024.

Номенклатура выпускаемой продукции чрезвычайно широка, это можно объяснить высокой популярностью металла, возникшей вследствии его широкого применения. Предприятия цветной металлургии, расположенные в нашей стране, выпускают следующую номенклатуру продукцию:

• трубный прокат разного диаметра — ГОСТ 18482-79;
• прутки разного калибра и исполнения — ГОСТ 21488-97, ГОСТ 51834-2001;
• лента в различном состоянии — ГОСТ 13726-97;
• профили разного сечения и размеров — ГОСТ 8617-81
• плиты — ГОСТ 17232-99

Термическая обработка сплава Д16Т

Для повышения рабочих свойств Д16Т подвергают термической обработке, которая проходит в несколько этапов.

На первом этапе выполняют закаливание при температуре 495 – 505 ºC. Более высокие температуры использовать нежелательно, так как возникает такое явление, как пережог. Он приводит к резкому падению некоторых параметров Д16Т.

На втором этапе дюраль закаливают в воде, при этом важную роль играет ее температура. Оптимальная температура закаливания составляет 250-350 ºC. Именно по достижению этих температур сплав получает предельную стойкость к межкристаллической коррозии.

На третьем этапе сплав подвергают старению. Для этого он выдерживается несколько дней (обычно 4 – 5 дней) при температуре 18 – 20 ºC.

По окончании проведения вышеперечисленных операций сплав марки Д16Т получает твердость 125 – 130 по НВ. Это самый высокий показатель среди всего семейства дюралей.

Обрабатываемость

Д16Т относят к деформируемым алюминиевым сплавам, из которых производят полуфабрикаты – листы, плиты и пр. Кроме того, из него получают поковки и штамповки, которые получают на прокатных станах, прессах и экструзивном оборудовании.

Сплав этого типа довольно легко обрабатывается резанием. Для него применяют стандартные режимы резания при обработке имеет смысл использовать смазочно – охлаждаемые жидкости. Но в некоторых случаях для обработки заготовок из дюраля необходимо подбирать специальный инструмент.

Область применения проката Д16Т

Физико – химические параметры сплава применяют для производства различного проката и заготовок. Металл нашел применение в различных отраслях, например, из него производят элементы фюзелажей, плоскостей, силовых элементов конструкции (элероны, лонжероны и пр.) летательных аппаратов.

Кроме того из Д16Т производят элементы управления авиационной техникой – тяги, кронштейны и пр. Не менее широкое применение этот металл нашел и в космической промышленности.

В целях облегчения конструкций дуралюмин используют при строительстве судов разного типа начиная от моторных лодок и заканчивая океанскими лайнерами. Ни один современный станок, не обходится без деталей выполненных из дюраля. Причем из него могут быть изготовлены и ответственные детали и не очень.

Высокая стойкость к коррозии позволяет его использовать при изготовлении уличных указателей, рекламных конструкций, дорожных знаков и много другого.

Не обошла своим вниманием материал и нефтедобывающая промышленность. Так, из материала производят трубы нефтяной нормали. Оборудование, которое задействовано на эксплуатации скважины и изготовленное с применением труб и арматуры, произведенной из Д16Т способно проработать бесперебойно, а главное, безотказно порядка восьми лет.

Дуралюмин обладает свойствами, которые близки к некоторым видам стали. Но при этом, он значительно легче примерно в три раза. Его легко транспортировать и он легко обрабатывается. Но в отличие от многих материалов, дюралюминий, при работе в среде, с повышенной температурой начинает активно корродировать. Но это решаемая проблема. Для снижения коррозийных явлений в расплав добавляют ингибиторы, создающие на поверхности заготовки оксидную пленку.

Высокоресурсные сплавы на основе алюминия марки Д16ч (деформирумые)

Под маркой Д16АТ изготавливаются листы или плиты из дюралюминия Д16. Состояние материала поставки листового поката Д16АТ – твёрдое – после закалки и старения. Плакировка – нормальная.

Листы марки Д16АТ имеют наилучшие конструкционные показатели среди прочих видов поката из сплавов алюминия. В закалённом и естественно состаренном состоянии листы имеют наибольшую прочность в пределах до 80 ˚C, но так как при более высоких температурах механические показатели изделий из Д16Ат падают, в таких случаях применяется прокат их этого сплава после закалки и искусственного старения, которое, хотя и негативно сказывается на прочности материала, но предотвращает дальнейшую деградацию качеств в пределах о 120 ˚C.

Химические и электротехнические свойства Д16АТ (Д16Т)

Химический состав сплава, из которого изготавливаются листы Д16АТ эквивалентен Д16Т по ГОСТ 4784-97. Д16 – термоупрочняемый сплав, который можно облагородить до или после изготовления детали. Что касается механических свойств материала, то после закалки и естественного старения, материал прибавляет к прочности и твёрдости более чем в два раза, что видно из указанной таблицы. Теплопроводность же и электропроводность после закалки и старения падают где-то в 1,5 раза.

Плакировка

Листы Д16АТ покрываются нормально плакировкой из технического алюминия АД1, толщиной 2-4 % от толщины проката. Плакировка наносится с целью защитить материал от коррозии, к которой сплав склонен в обычных условиях, а при высоких температурах он ещё и склонен к образованию межкристаллитной коррозии. Плюсом применения Д16АТ является то, что его не надо больше термически обрабатывать, следовательно плакировка не будет нарушена в процессе обработки, что удешеви стоимость конечной продукции, за исключением случаев, когда может понадобиться более надёжная защита от коррозии в виде лакокрасочного покрытия или анодирования.

Виды проката Д16АТ – свойства материала

С маркировкой Д16АТ выпускаются только три вида металлопроката, не считая листов после закалки и искусственного старения (T1).

Под этой маркой выпускаются:

• Листы Д16АТ по ГОСТ 21631 (после закалки и естественного старения, или после старения и нагартовки);
• Плиты Д16АТ после закалки и естественного старения по ГОСТ 17232-99.

Учитывая склонность материала к коррозии, все листы без исключения из него выпускаются с нормальной плакировкой АД1пл.

Где применяется дюралевая плита и чем она отличается от листов из дюраля

Различие – в толщине проката. Листы поставляются толщиной от 0,3 до 10,5 мм, плиты – от 11 до 200 мм. Сортамент и технические условия дюралевых листов регламентируются ГОСТ 21631-76, плит – ГОСТ 17232-99. Что качается применения. Плиты – полуфабрикат дли производства большой номенклатуры изделий методами штамповки, прессования ковки и т.д. Плиты поставляются без термической обработки, но по химическому составу и наличию плакирующего слоя полностью отвечают требованиям конечного изделия.

Как применяются листы Д16АТ

Листы Д16АТ используются в качестве конструкционного материала и обшивки в авиастроении. Они обладают прекрасной конструкционной прочностью, лёгкостью, прочностью и высокой твёрдостью. Д16АТ – самый распространённый конструкционный сплав, поставляемый в виде листового проката.

Плиты Д16АТ или Д16Т используются также в авиационной промышленности, наряду с автомобильной промышленностью и машиностроением.

Д16АТ обладает лучшей конструкционной прочностью, чем более механически прочный сплав В95Т и не склонен к коррозии под напряжением. Он прекрасно проявляет свои свойства при температуре в пределах -230 – 120 ˚C.

Маркировка алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы маркируют буквенно-цифровой маркировкой (табл. 4.4) или цифровой (рис. 4.1).

Буквы означают соответствующую группу, а цифры указывают номер сплава или содержание основного легирующего элемента в процентах.

Сочетание букв АМг или АМц означает сплав Al с Mg или Mn, соответственно. У сплавов Al – Mg цифра характеризует среднее содержание Mg (в %). Так, сплавы АМгЗ, АМг5 и АМг6 содержат соответственно 3; 5 и 6% Mg.

Высокопрочные сплавы (В) системы Al – Zn – Mg – Cu имеют первую цифру 9; вторая цифра указывает номер сплава (например, В93, В94, В95).

АД — означает A1 деформируемый.

Д — означает сплав типа дуралюмин – системы Al – Сu – Mg.

АК — означает группу алюминиевых ковочных сплавов. Цифры показывают номер сплава; дополнительная цифра 1 указывает модификацию сплава (например, АК4 и АК4-1).

Состояние при поставке сплавов, не упрочняемых термообработкой, обозначают буквами, следующими после маркировки: А – сплав повышенного качества; М – мягкий, отожженный; П – полунагартованный; Н – нагартованный.

Состояние при поставке сплавов, упрочняемых термообработкой, имеет буквенно-цифровую индексацию, следующую после маркировки: М – мягкий, отожженный; Т – термически обработанный, закаленный и естественно состаренный; Т1 – термически обработанный, закаленный и искусственно состаренный; Н – нагартованный; H1 – усиленно нагартованный и т. д.

Литейные алюминиевые стали обозначаются АЛ и цифрой, показывающей условный номер сплава (например, АЛ2, АЛЗ, АЛ4).

Наряду с этим имеется буквенно-цифровая маркировка технологической обработки полуфабрикатов и изделий, качественно отражающая механические, химические и другие свойства сплава. Например, обозначения режимов термической обработки литейных алюминиевых сплавов следующие: Т1 – старение; Т2 – отжиг; Т4 – за­калка; Т5 – закалка и частичное старение; Т6 – закалка и полное старение до наибольшей твердости; Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск; Т8 – закалка и смягчающий отпуск.

Примеры обозначения сплавов с помощью буквенно-цифровой и цифровой маркировок приведены в табл.4.4. и 4.5.

Марки алюминия и его сплавов.

Марки алюминия первичного:

А0, А5, А5Е, А6, А7, А7Е, А8, А85, А95, А97, А99, А995, А999;

Алюминий технический:

АД,АД0, АД00, АД000, АД00Е, АД0Е, АД1, АДоч, АДС, АДч;

Алюминий для раскисления:

АВ86, АВ86Ф, АВ88, АВ88Ф, АВ91, АВ91Ф, АВ92, АВ92Ф, АВ97, АВ97Ф;

Алюминиевые литейные сплавы:

АК21М2.5Н2.5, АК4М4, АК5М2, АК5М7, АК7, АК7М2, АК9, АЛ1, АЛ11, АЛ13, АЛ19, АЛ2, АЛ21, АЛ22, АЛ23, АЛ23-1, АЛ24, АЛ25, АЛ26, АЛ27, АЛ27-1, АЛ28, АЛ29, АЛ3, АЛ30, АЛ32, АЛ33, АЛ34, АЛ4, АЛ4-1, АЛ4М, АЛ5, АЛ5-1, АЛ6, АЛ7, АЛ7-4, АЛ8, АЛ9, АЛ9-1, В124, В2616, ВАЛ10, ВАЛ10М, ВАЛ11, ВАЛ12, ВАЛ8;

Алюминиевые деформируемые сплавы:

1201, 1420, АВ, АД31, АД33, АД35, АК4, АК4-1, АК6, АК8, АМг1, АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6, АМц, АМцС, АЦпл, В65, В93, В94, В95, В95П, В96, В96ц, В96Ц1, ВД17, Д1, Д12, Д16, Д16П, Д18, Д19, Д1П, Д20, Д21, ММ;

Алюминиевые антифрикционные сплавы:

АМСТ, АН-2.5, АО20-1, АОЗ-1, АОЗ-7, АО6-1, АО9-1, АО9-2, АО9-2Б, АСМ.

Буквенно-цифровая маркировка алюминиевых сплавов.

Примеры маркировки алюминиевых сплавов.

Рис. 4.1. Принципы цифровой маркировки алюминиевых сплавов.

Классификация алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы в основном подразделяются на деформируемые (поддающиеся обработке давлением в катаном или прессованном виде) и литейные (обрабатываемые методами литья). В производстве порошковых, гранулируемых сплавов и композиционных материалов в той или иной мере используются процессы пластической деформации и литья.

Алюминиевые сплавы разделяют также по способности упрочняться термической обработкой на упрочняемые (закалка с 435 – 545°C, естественное старение при 20°C или искусственное — при 75 – 225°С, 3 – 48 ч) и не упрочняемые при обработке. Сплавы могут подвергаться гомогенизационному (480 – 530°C, 6 – 36 ч), рекристаллизационному (300 – 500°C, 0,5 – 3 ч) и разупрочняющему (закаленные и состаренные сплавы — 350–430°C, 1 – 2 ч) отжигам. Деформируемые сплавы после обработки давлением и последующей термической обработки по механическим свойствам превосходят литейные сплавы. Литейные сплавы отличаются повышенным содержанием легирующих элементов, а эвтектическая структура (15 – 20 % объема) обеспечивает жидкотекучесть и более низкую температуру плавления.

Деформируемые сплавы применяют для изготовления несложных по конфигурации деталей, воспринимающих, однако, повышенные нагрузки. Литейные сплавы используют для изготовления деталей сложной формы, воспринимающих меньшие нагрузки.

Границей деформируемых и литейных алюминиевых сплавов служит предел насыщения твердого раствора при эвтектической температуре (рис. 4.2)

Рис. 4.2. Классификация алюминиевых сплавов по диаграмме состояния системы Al – X, где X – легирующий элемент.

Состав алюминиевых сплавов в процентах, термически не упрочняемых обработанных.

Марки алюминия

Редакция E-metall Опубликовано 2021-03-13

В современном мире алюминию отведено важное место. Металл, открытый всего 1,5 века назад используется в промышленных, военных и потребительских целях. Сплавы на основе алюминия применяют для изготовления легких конструкций, в качестве проводников тока, пищевой упаковки, отделочного материала. Химический элемент обладает хорошими восстановительными качествами и используется в металлургии для раскисления стали. Легирование алюминием снижает склонность к полиморфному распаду у титановых сплавов. Рассмотрим как получают алюминий и как расшифровываются обозначения марок.

Одно из названий: “серебро из глины” — указывает на технологию выплавки. В естественной среде металл в чистом виде не встречается, так как обладает высокой химической активностью. Оксид Al₂О₃ — основная составляющая глинозема, входит в состав таких природных минералов как рубин, сапфир, изумруд и др.

Из-за высокого сродства с кислородом восстановление углеродом, как при выплавке стали невозможно. Современная технология была разработана в 1886 году, она состоит из нескольких этапов:

• Производство боксита (руды): глинозем дробят, сушат, обрабатывают паром для удаления примесей;
• Растворение оксида Al₂О₃ в расплаве криолита Na₃AIF₆ при 950 С⁰;
• Электролиз расплава при котором разрывается связь с кислородом.

Для очистки от примесей применяют различные способы:

• Продувание хлором: снижает содержание неметаллических включений, железа, кремния, щелочноземельных металлов (Ca, Ba, Mg, Ra, Sr);
• Электролитическое рафинирование: получение алюминия высокой чистоты (марки А995-А95);
• Прецизионные способы: сложные технологии для выплавки металла особой чистоты 99,99%;
• Фракционная кристаллизация: погружение в расплав теплообменника, выполняющего функцию кристаллизатора или охлаждение жидкого металла с помощью инертных газов;
• Химические методы, основанные на образовании интерметаллидов, например боридов.

Для придания дополнительных свойств сплав легируют титаном, цинком, марганцем, хромом, никелем и другими элементами. В зависимости от содержания чистого металла, примесей и легирующих элементов, состав маркируется согласно ГОСТ 4784-97.

Классификация марок алюминия

Первичный алюминий производят по ГОСТ 11069-2001 или ГОСТ Р 55375-2012. Показатель чистоты определяет физические и химические свойства, при которых применение металла оправдано в отдельных отраслях промышленности.

• Особая: 99,999% — обозначение А999. Для изготовления полупроводников и лабораторных работ;
• Высокая: 99,95 -99,995% — марки А95, А97, А99, А995. Производство деталей радио и электрооборудования;
• Техническая: 99-99,85% — А0, А5, А6, А7, А8, А85. Для проводов, прокладок и приготовления сплавов.

Обозначения марок отражают только сотые доли процентов содержания чистого металла, так как оно всегда выше 99%. Технический алюминий используют в разных целях, в том числе для изготовления упаковки и посуды. Для описания качеств применяют следующие термины:

• Первичный: по степени очистки Ч, ОЧ, ПЧ (чистый, особой чистоты и повышенной);
• Технический: все сырье с содержанием примесей от 0,15 до 1%;
• Деформируемый (АД): предназначенный для изготовления полуфабрикатов по технологии проката;
• Литейный: для производства изделий методом отливок;
• Для раскисления стали: расходные материалы низкой степени очистки.

Деформируемый алюминий обозначают аббревиатурой АД, например: АД000, АД00. Буква Е выражает заданные электрические характеристики, АД1пл — материал, предназначенный для плакировки тонколистового проката. Наряду с этими маркировками применяют цифровые: АД0 соответствует 1011, АД1 — 1013.

Таблица основных марок алюминия и сплавов

Марки листов алюминия

Производство листового проката регламентирует ГОСТ 21631-76. Листы производят из марок А0, А5, А6, А7, АД0, АД1 и сплавов с магнием, марганцем, цинком. Для решения ряда технологических задач у алюминия достаточно пластичности, но порой не хватает механических характеристик. Для улучшения качеств применяют методы:

• Плакирование: напыление металлического слоя, по толщине оно может быть технологическим (Б), нормальным (А), утолщенным (У);
• Нагартовка: упорядоченное нанесение микродефектов, которые формируют уплотнения. По степени обработки листы бывают нагартованными (Н) и полунагартованными (Н2);
• Термически обработанные: применяют упрочняющий отжиг и закаливание.

Закаленные полуфабрикаты подвергают старению. После нагрева в печи изделия находятся в неподвижном состоянии, в это время происходят изменения кристаллической решетки, связанные с выпадением избыточной фазы. Пресыщенные легирующими элементами кристаллы выделяют отдельные атомы, которые концентрируются на границах зерен. Частицы, образованные таким образом упрочняют сплав. Старение может быть естественным (при комнатной температуре) или искусственным (при специально поддерживаемой температуре до 100-150 С⁰).

Произведенная обработка обозначается следующим образом:

• М — отожженные полуфабрикаты или соответствующие им по механическим параметрам;
• Т — закаленные и состаренные естественным способом;
• Т1 — закаленные и состаренные искусственно;
• ТН — нагартованные после закалки и естественного старения.

Отделка поверхности может быть обычной, повышенной (П) и высокой (В). Эти буквы ставят в конце маркировки; “П” указанная в геометрических параметрах 1000Пх2000. означает повышенную точность.

• А5 М 1,5х1000х2500 — отожженный лист толщиной 1,5 мм.;
• АД1Н 2,0х1200х3000 — нагартованный деформируемый;
• Д16АТ 5,0х1200х3000 — лист из дюралюминия Д16 с нормальным плакированием (А), закаленный и состаренный в естественных условиях (Т).

Алюминиевый листовой прокат применяют в строительстве, автомобилестроении, для изготовления штампованных деталей и производства фольги.

Маркировка алюминия

В стандарте ГОСТ 4784-97 представлена классификация в виде 9 таблиц, в которых одновременно используется буквенная и числовая система. Можно заметить, что марки АД присутствуют в нескольких таблицах, так как это материалы с разными системами, в то же время ряд сплавов обозначается с помощью химического состава. Как расшифровать эту классификацию?

• А — техническое сырье;
• АД — деформируемый сплав;
• Д — дюраль;
• АВ — авиаль, но к ним относят АВ, АД31, АД35;
• В — высокопрочный;
• АМ — с медью;
• АМг — с магнием;
• АК — с кремнием;
• САП — спеченные порошки;
• САС — спеченные сплавы;
• СИЛ — силумины;
• Св — для сварочной проволоки.

Следует отметить, что силумины — это сплавы, легированные кремнием, их маркировки могут выглядеть как СИЛ1, СИЛ2 и одновременно АК9, АК10М2Н. Дюрали — собирательное название группы высокопрочных (В) материалов, их маркируют: Д16, Д18, В65, ВАД1.

• 1000-1018 — технический металл;
• 1020-1025 — пеноалюминий;
• 1019, 1029, 1039 и т.д. — САП;
• 1100-1190 — основа Al-Cu-Mg;
• 1200-1290 — Al-Cu-Mn;
• 1300-1390 Al-Mg-Si;
• 1319, 1329, 1339 и т.д — САС;
• 1400-1419 Al-Mn и Al-Be-Mg;
• 1420-1490 Al-Li;
• 1500-1590 Al-Mg;
• 1900-1990 Al-Zn-Mg.

Литейные сплавы представлены в ГОСТ 1583-93, некоторые составы имеют два варианта обозначения. Маркировка АЛ устарела, но все еще встречается в технической документации. Всего создано около 600 алюминиевых сплавов, примерно 400 относится к деформируемым, около 200 — к литейным. Все сплавы сгруппированы по характеристикам или основным легирующим элементам.

Свойства дюралюминиевого сплава Д16 и Д16т

Алюминиевый сплав Д16 относится к термически упрочняемым алюминевым сплавам. Это означает, что его можно закалить. Сплав содержит 3,8-4,9% меди и 1,2-1,8% магния.

Основные механические свойства сплава Д16АТ

Модуль упругости первого рода, E

Модуль упругости первого рода при температуре 100 ° C , E 100°

Временное сопротивление разрыву, σ в

Напряжение при относительном растяжении 0,2%

Напряжение при относительном растяжении 0,2% при температуре 100 ° С

Напряжения смятия при относительной деформации 0,2%

Коэффициент температурного расширения

Условный предел усталости при 10 8 циклов

В обозначении марок сплава испольуются следующие условные сокращения:
М — мягкий, оттожённый
Н — нагартованный
Н1 — усиленно нагартованный
Т — закалённый и естественно состаренный
Т1 — закалённый и искусственно состаренный
В — повышенное качество выкатки закалённых и состаренных листов
Б — листы без плакировки

Механические свойства при Т=20oС материала Д16 .

Отличие Д16 от Д16т по механическим свойствам. В таблице указаны значения временного сопротивления — предел прочности Д16 и Д16т, предела текучести (напряжение, при к-ром начинает развиваться пластическая деформация), относительное удлинение материалов Д16т и Д16.

Марка дюралюминиевого сплава

Состояние
материала
прутков при
изготовлении

Состояние
материала
образцов при
испытании

Диаметр прутков, мм

Временное сопротивление
Ят (а„), МПа (кгс/мм2)

Предел текучести
Фол Ki).
МПа (кгс/мм2)

Д16

Без термичес­кой обработки

Без термичес­кой обработки

От 8 до 300 включ.

Закаленное и
естественно
состаренное

Д16т

От 8 до 22 включ.

Св. 22 до 130 включ.

Св. 130 до 300 включ.

Св. 300 до 400 включ.

Закаленное и
естественно
состаренное

Закаленное и
естественно
состаренное

Д16т

От 8 до 22 включ.

Св. 22 до 100 включ.

Существуют различные разновидности дюралюминиевого сплава Д16. Среди них можно выделить алюминиевый сплав Д16АМ, из листов которого изготавливают профили методом гибки . После этого деталь обязательно должна подвергаться закалке. Т. е. профиль сначала согнут из листового материала, а затем проведут его закалку. Алюминиевый сплав Д16АТ также используют для изготовления гнутых профилей, но его повышенная твёрдость ограничивает такое использование. Приемуществом дюралюминиевого сплава Д16АТ является то, что деталь из него уже имеет нужную прочность и не требует термической обработки.

Искусственное старение является более предпочтительным, так как обеспечивает лучшие практические свойства. Но применять его следует только для ответственных деталей.

Сплав алюминий Д16 хорошо сваривается точечной сваркой. При газовой и аргоно-дуговой сварках с присадкой Д16 склонен к образованию кристаллизационных трещин. Предел прочности сварного соединения составляет 60-75% от прочности основного материала. При перезакалке и естественном старении прочность достигает 90% от прочности основного материала. Пластичность сварных швов пониженная.

Детали из алюминиевого сплава Д16 обычно эксплуатируются при температурах не выше 120 ° C , так как при высоких температурах он проявляет склонность к межкристаллитной коррозии.

Алюминиевый сплав Д16Т широко используется для большинства силовых элементов конструкций. Он пластичен, вследствие чего обладает высокими усталостными характеристиками.

Чтобы получить дюралюминий д16т, сплав Д16 нагреваеют до температуры 500° С и закаливают в воде. Механическая прочность достигается искусственным или естественным старением.

Для защиты сплавов алюминия Д16 и Д16т от коррозии используют анодное оксидирование. Надо отметить, что материал маркированный Д16АТ является плакированным, т.е. покрытым плёнкой чистого алюминия для сопротивления коррозии. Важно, что если вам надо покрывать алюминий другим материалом, например красить, то плакировочный слай надо удалять.