Алюминиевая поковка Д20 в Минске

Алюминиевая поковка Д20: технические характеристики и применение

Алюминиевая поковка Д20 — деформируемый полуфабрикат, получаемый горячей объемной штамповкой или свободной ковкой из слитков сплава системы Al–Cu–Mg. Материал относится к термически упрочняемым алюминиевым сплавам средней прочности и сохраняет работоспособность при повышенных температурах до 300 C, что выделяет его среди стандартных дуралюминов типа Д16.

Химический состав сплава Д20 регламентирован ГОСТ 4784 и включает медь (6,0–7,0 %), марганец (0,4–0,8 %), титан (0,1–0,2 %), а также ограниченные примеси железа и кремния. Легирование медью обеспечивает упрочнение при старении, титан измельчает зерно, а марганец повышает жаропрочность. Поковки из Д20 поставляются по ГОСТ 7505 (горячая штамповка) и ГОСТ 7367 (свободная ковка) в диапазоне масс от 0,5 до 200 кг.

Механические свойства поковок Д20

После закалки с температуры 530 5 C в воду и искусственного старения при 165–175 C в течение 10–16 часов поковки Д20 демонстрируют следующие показатели:

• Временное сопротивление разрыву — 360–420 МПа;
• Предел текучести — 240–280 МПа;
• Относительное удлинение — 8–12 %;
• Твердость по Бринеллю — 100–115 HB;
• Предел длительной прочности при 250 C (100 ч) — 120–140 МПа.

Отличительная особенность Д20 — стабильность механических характеристик при нагреве до 250–300 C, тогда как сплав Д16 при этих температурах теряет до 40 % прочности. Это достигается оптимальным соотношением меди и марганца, формирующих термически стабильные интерметаллидные фазы AlCu и AlCuMn.

Технологические особенности производства

Интервал ковочных температур для Д20 составляет 450–470 C (начало) и 350–380 C (конец). Сплав обладает удовлетворительной пластичностью в горячем состоянии, однако требует строгого контроля температуры окончания деформации: ковка при температуре ниже 350 C приводит к наклепу и снижению пластичности, выше 470 C — к пережогу и огрублению зерна.

Поковки Д20 применяются в авиастроении для изготовления дисков компрессора, рабочих колес, фланцев и кронштейнов, работающих при температурах до 250–300 C. В ракетно-космической технике материал используется для силовых элементов насосных агрегатов и арматуры. В машиностроении из поковок Д20 изготавливают корпусные детали компрессорного оборудования, крыльчатки центробежных насосов и элементы газотурбинных установок.

Сравнение поковок Д20 с другими алюминиевыми сплавами

По сравнению с АК4-1, Д20 обеспечивает более высокую пластичность при сопоставимой жаропрочности, что упрощает последующую механическую обработку. Однако Д20 уступает АК4-1 по сопротивлению ползучести при длительной эксплуатации свыше 1000 часов при 300 C, поэтому выбор между этими сплавами определяется конкретными условиями нагружения.

Контроль качества и дефектоскопия

Поковки Д20 подвергаются обязательному контролю механических свойств на образцах, вырезанных из тела поковки, а также ультразвуковому контролю на наличие внутренних дефектов — расслоений, газовых пузырей и ликвационных включений. Для ответственных деталей авиационного назначения дополнительно проводится люминесцентный контроль поверхности на выявление трещин и заковов.

Механическая обработка поковок Д20 выполняется в закаленном и состаренном состоянии. Материал хорошо обрабатывается резанием: рекомендуемые режимы — скорость резания 200–400 м/мин твердосплавным инструментом, подача 0,1–0,3 мм/об. При черновой обработке возможно образование сливной стружки, поэтому применяются стружколомы и обильное охлаждение эмульсией.

Вопросы и ответы