Дюралевый пруток: сортамент, механические свойства и применение
Дюралевый пруток это сортовой прокат круглого, квадратного или шестигранного сечения, изготавливаемый из деформируемых алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg (дюралюмины). Материал сочетает высокую удельную прочность с относительно низкой плотностью, что определяет его востребованность в авиастроении, машиностроении и производстве высоконагруженных конструкций. В отличие от технического алюминия, дюралюминий приобретает эксплуатационные характеристики после термической обработки закалки и естественного или искусственного старения.
Химический состав и маркировка
Основные легирующие компоненты дюралюминиевых сплавов медь (от 3,8 до 4,9 %), магний (от 1,2 до 1,8 %) и марганец (от 0,3 до 0,9 %). Медь обеспечивает упрочнение при старении, магний повышает прочностные характеристики и коррозионную стойкость, марганец увеличивает сопротивление межкристаллитной коррозии. В зависимости от марки сплава состав может дополняться кремнием, железом, цинком или титаном.
Наиболее распространённые марки дюралевого прутка:
- Д1 сплав с умеренной прочностью, применяется для деталей с ограниченным сроком службы;
- Д16 высокопрочный сплав, основной материал для силовых элементов планера;
- Д19 сплав с повышенной жаропрочностью для работы при температурах до 200 C;
- В95 сплав системы Al-Zn-Mg-Cu с максимальной прочностью среди дюралюминиевых;
- АК4-1 жаропрочный сплав для поршневых двигателей и компрессорных лопаток.
Механические характеристики и состояние поставки
Прутки поставляются в прессованном или катаном состоянии с последующей термической обработкой. Ключевые параметры зависят от марки сплава и вида упрочнения. Для сплава Д16 в состоянии Т (закалка и естественное старение) предел прочности составляет от 440 до 480 МПа, предел текучести от 280 до 320 МПа, относительное удлинение от 10 до 17 %. Твёрдость по Бринеллю достигает 105120 HB. Сплав В95 в состоянии Т1 (закалка и искусственное старение) демонстрирует предел прочности от 530 до 570 МПа при относительном удлинении от 6 до 8 %.
Диаметр прутков круглого сечения варьируется от 5 до 300 мм, сторона квадрата от 5 до 150 мм. Длина мерного проката от 2 до 6 м, немерного от 1 до 6 м. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ 21488-97 и ГОСТ 4783-68.
| Марка сплава | Состояние | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| Д1 | Т | от 360 до 410 | от 210 до 240 | от 12 до 15 |
| Д16 | Т | от 440 до 480 | от 280 до 320 | от 10 до 17 |
| Д19 | Т1 | от 400 до 440 | от 260 до 300 | от 8 до 12 |
| В95 | Т1 | от 530 до 570 | от 450 до 490 | от 6 до 8 |
Технологические особенности обработки
Дюралевый пруток хорошо поддаётся механической обработке резанием точению, фрезерованию, сверлению. Стружка ломается, что обеспечивает стабильный процесс на станках с ЧПУ. Материал допускает холодную деформацию в закалённом состоянии в течение 1,52 часов после закалки (пластичность сохраняется до начала естественного старения). Сварка дюралюминиевых сплавов затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; для неразъёмных соединений применяют клёпку или сварку трением с перемешиванием.
Антикоррозионная защита обеспечивается анодированием или нанесением лакокрасочных покрытий. Для повышения стойкости к межкристаллитной коррозии применяют плакирование чистым алюминием толщина плакирующего слоя составляет от 4 до 5 % от диаметра прутка.
Области применения
Дюралевый пруток используется для изготовления деталей, работающих при знакопеременных нагрузках и требующих минимальной массы:
- силовые элементы планера самолётов лонжероны, шпангоуты, стрингеры;
- валы и оси в приводах промышленного оборудования;
- крепёжные изделия болты, шпильки, заклёпки для авиационной техники;
- корпусные детали насосов и компрессоров;
- элементы несущих конструкций транспортных средств рамы, кронштейны;
- заготовки для штамповки и последующей механической обработки.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем дюралевый пруток отличается от алюминиевого?
Дюралевый пруток изготавливается из сплавов системы Al-Cu-Mg и после термической обработки имеет предел прочности от 360 до 570 МПа. Пруток из технического алюминия (АД, АД1) имеет предел прочности от 70 до 120 МПа и не упрочняется термообработкой.
Какой диаметр прутка доступен для заказа?
Диапазон диаметров круглого сечения составляет от 5 до 300 мм. Для квадратного и шестигранного профиля размер стороны от 5 до 150 мм. Точные размеры и допуски уточняются по ГОСТ 21488-97.
Можно ли сваривать дюралевый пруток?
Дюралюминиевые сплавы склонны к образованию горячих трещин при дуговой сварке. Для ответственных соединений рекомендуется клёпка или сварка трением с перемешиванием. Аргонодуговая сварка возможна с применением присадочных проволок, но прочность шва не превышает 6070 % от основного металла.
Как защитить дюралевый пруток от коррозии?
Основные методы анодное оксидирование (анодирование), нанесение грунтовок и лакокрасочных покрытий. Для сплавов с высоким содержанием меди рекомендуется плакирование чистым алюминием, которое выполняется на этапе производства проката.
