Алюминиевый пруток: сортамент, механические свойства и применение
Алюминиевый пруток востребованная позиция сортового проката, используемая в машиностроении, приборостроении и строительстве. Материал поставляется в виде калиброванных и горячепрессованных стержней круглого, квадратного или шестигранного сечения. Ключевые преимущества малая плотность (около 2,7 г/см), коррозионная стойкость в атмосферных условиях и высокая удельная прочность в сочетании с легирующими добавками.
Сортамент и геометрические параметры
Диаметр круглого прутка варьируется от 5 до 360 мм, сторона квадрата от 6 до 200 мм, размер под ключ шестигранника от 7 до 100 мм. Длина мерная от 2 до 6 м, немерная от 1 до 6 м. Допуски на диаметр регламентируются ГОСТ 21488-97 для горячепрессованного состояния и ГОСТ 31382-2009 для калиброванного проката. Точность изготовления нормальная или повышенная (класс h9h12 для калиброванных стержней).
Химический состав и марки сплавов
Технический алюминий марок АД0, АД1, А5Е отличается чистотой 99,099,5 % и применяется для ненагруженных элементов. Для ответственных узлов используют деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой:
- Д16Т (АД33Т1) алюминий с медью и магнием, прочность на растяжение от 430 до 480 МПа;
- АМг3, АМг5 сплавы системы AlMg, стойкие к морской воде;
- АД31Т1 среднепрочный сплав для архитектурных конструкций;
- В95Т1 высокопрочный сплав системы AlZnMgCu для авиастроения;
- АК4-1ч жаропрочный сплав для поршневых групп двигателей.
Механические характеристики в зависимости от состояния
Прочностные показатели определяются состоянием поставки: отожжённое (М), закалённое и естественно состаренное (Т), закалённое и искусственно состаренное (Т1). Твёрдость по Бринеллю для сплава Д16Т составляет от 105 до 120 HB, для В95Т1 от 150 до 170 HB. Относительное удлинение при разрыве для отожжённых сплавов достигает 1823 %, для термически упрочнённых 812 %. Предел текучести для Д16Т от 280 до 320 МПа.
| Марка сплава | Состояние | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Отн. удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| АД0 | М | от 70 до 90 | от 25 до 35 | от 20 до 28 |
| АМг3 | М | от 190 до 230 | от 80 до 110 | от 18 до 22 |
| Д16Т | Т | от 430 до 480 | от 280 до 320 | от 8 до 12 |
| В95Т1 | Т1 | от 530 до 580 | от 450 до 490 | от 6 до 8 |
Технологические особенности обработки
Пруток хорошо поддаётся механической обработке резанием: точение, фрезерование и сверление выполняются на стандартных станках с использованием твердосплавного инструмента. Для сплавов с высоким содержанием магния рекомендуется применять СОЖ для предотвращения налипания стружки. Сварка аргонодуговая (TIG) или в среде инертного газа (MIG) для сплавов АМг и АД. Термически упрочняемые сплавы Д16 и В95 свариваются ограниченно из-за снижения прочности в зоне шва.
Области применения в промышленности
Алюминиевый пруток востребован в следующих отраслях и узлах:
- авиастроение лонжероны, шпангоуты, крепёжные элементы планера;
- судостроение детали палубных механизмов, рангоут, элементы корпусных конструкций;
- железнодорожный транспорт токоприёмники, поручни, элементы интерьера вагонов;
- энергетика токопроводящие шины, заземляющие устройства, опоры ЛЭП;
- пищевое оборудование валы, шнеки, ёмкости, контактирующие с продуктами;
- строительство несущие профили, ограждения, лестничные марши, фасадные системы.
Коррозионная стойкость и защитные покрытия
Сплавы АМг и АД обладают естественной стойкостью к атмосферной коррозии. Для защиты Д16 и В95 применяют анодирование (оксидирование) с последующей окраской или хроматированием. В морской среде рекомендуется использовать плакированные прутки или наносить лакокрасочные покрытия на эпоксидной основе. Рабочая температура эксплуатации от 60 до +150 C для большинства сплавов, для жаропрочных марок до +250 C.
Вопросы и ответы (FAQ)
Какой пруток выбрать для сварных конструкций?
Для сварных узлов применяйте сплавы АМг3 или АМг5 в отожжённом состоянии. Они обеспечивают стабильную прочность сварного шва и не склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением.
Чем отличается калиброванный пруток от горячепрессованного?
Калиброванный пруток проходит дополнительную холодную обработку (волочение или шлифование), что обеспечивает допуски h9h12 и чистоту поверхности Ra 1,63,2 мкм. Горячепрессованный прокат имеет допуски h14h16 и более грубую поверхность.
Какая марка алюминия подходит для токопроводящих шин?
Для токопроводящих элементов используйте технический алюминий АД0 или А5Е с удельной электропроводностью не менее 34,5 МСм/м. Сплавы с легирующими добавками имеют более низкую проводимость.
Какой пруток применяется для крепежа в авиастроении?
Для ответственного крепежа используют сплав В95Т1 или Д16Т. После механической обработки детали проходят анодирование и контроль на отсутствие трещин методом капиллярной дефектоскопии.
