Алюминиевая поковка Д1: характеристики, применение и сортамент
Алюминиевая поковка Д1 — горячедеформированный полуфабрикат из термически упрочняемого сплава системы Al–Cu–Mg (дуралюмин), получаемый штамповкой или свободной ковкой при температуре 380–450 C. Сплав Д1 соответствует ГОСТ 4784 и по химическому составу близок к марке 2017 (AA2017) по стандарту ANSI. Основные легирующие элементы — медь 3,8–4,8 %, магний 0,4–0,8 %, марганец 0,4–0,8 %. Именно медь и магний обеспечивают упрочнение после закалки и естественного старения, а марганец повышает жаропрочность и замедляет рекристаллизацию.
Поковки Д1 поставляются по ГОСТ 1131 (штампованные) и ГОСТ 8479 (свободная ковка). После закалки в воде и естественного старения в течение 96 часов достигается предел прочности 390–440 МПа при относительном удлинении 8–12 %. Плотность сплава — 2,78 г/см, что в 2,8 раза ниже стали, что критично для авиационных и транспортных конструкций.
Сортамент и типоразмеры
- Штамповки с облойным контуром массой от 0,5 до 80 кг
- Свободнокованые поковки диаметром до 500 мм и длиной до 2000 мм
- Поковки-заготовки под механическую обработку с припуском 3–8 мм на сторону
- Кольцевые и дисковые поковки для фланцев и корпусных деталей
- Прутковые заготовки после ковки с последующей правкой
Технические характеристики сплава Д1
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 390–440 | Закалка + естественное старение | МПа | ГОСТ 1131 |
| Предел текучести 0,2 | 240–290 | Закалка + естественное старение | МПа | ГОСТ 1131 |
| Относительное удлинение | 8–12 | Закалка + естественное старение | % | ГОСТ 1131 |
| Твёрдость по Бринеллю | 105–120 | После старения | HB | ГОСТ 9012 |
| Плотность | 2,78 | 20 C | г/см | — |
| Температура ковки | 380–450 | Начало–конец деформации | C | ГОСТ 8479 |
Технологические особенности
Сплав Д1 склонен к образованию горячих трещин при ковке, поэтому деформацию ведут с умеренными степенями обжатия за проход — не более 30 %. После штамповки поковки подвергают закалке в воде с температурой 20–40 C; скорость охлаждения критична для подавления выделения грубых фаз CuAl по границам зёрен. Естественное старение занимает не менее 4 суток, искусственное старение при 150–165 C сокращает цикл до 6–12 часов, но снижает пластичность на 15–20 %.
Обрабатываемость резанием удовлетворительная: после старения твёрдость 105–120 HB позволяет применять твердосплавный инструмент на скоростях 200–400 м/мин. Свариваемость ограниченная — точечная и роликовая сварка допустимы, дуговая сварка плавлением приводит к образованию горячих трещин и потере прочности в зоне термического влияния.
Области применения
- Силовые элементы планера: лонжероны, нервюры, шпангоуты
- Детали шасси и узлы навески механизации крыла
- Корпусные детали центробежных насосов и компрессоров
- Крепёжные элементы для мостостроения и строительных металлоконструкций
- Заготовки для поршней и шатунов в двигателестроении
- Детали грузовых автомобилей: ступицы, кронштейны, рычаги подвески
Вопросы и ответы
Чем поковка Д1 отличается от литой заготовки?
Горячая деформация дробит литую дендритную структуру, устраняет пористость и рыхлоты, повышая предел прочности на 20–30 % и пластичность в 1,5–2 раза по сравнению с литьём.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность?
Закалка от 495–505 C в воде с последующим естественным старением при 20 C в течение 96 часов. Искусственное старение при 160 C даёт меньшую прочность, но стабильность размеров.
Допускается ли сварка поковок Д1?
Дуговая сварка плавлением не рекомендуется из-за склонности к горячим трещинам. Допустима контактная точечная сварка и пайка. Для сварных конструкций применяют сплавы АМг6 или 1915.
Как хранить поковки до механической обработки?
В сухих отапливаемых помещениях при влажности не выше 70 %. Контакт с чёрными металлами и хлоридсодержащими средами недопустим — вызывает коррозионное растрескивание под напряжением.
