Алюминиевая поковка Д21 в Минске

Алюминиевая поковка Д21: характеристики, применение и технологические параметры

Алюминиевая поковка Д21 — горячедеформированный полуфабрикат из термически упрочняемого сплава системы Al–Cu–Mg–Mn, полученный объёмной штамповкой или свободной ковкой. Сплав Д21 (аналог АК6-2 по химическому составу, но с регламентированным содержанием титана и циркония) относится к группе дуралюминов повышенной прочности и предназначен для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при температурах до +150 C. Поковки Д21 поставляются по ГОСТ 1131-76 и ГОСТ 21488-97 с нормированными механическими свойствами в направлении волокна.

Химический состав и структурные особенности

Сплав Д21 содержит 5,8–6,8 % меди, 1,8–2,8 % магния, 0,4–0,8 % марганца, 0,05–0,15 % титана и 0,05–0,12 % циркония. Медь и магний формируют упрочняющие фазы AlCuMg (S-фаза) и AlCu (-фаза), обеспечивающие эффект дисперсионного твердения при искусственном старении. Марганец связывает примеси железа в тугоплавкие интерметаллиды, снижая охрупчивание. Титан и цирконий модифицируют литую структуру, измельчая зерно и повышая технологическую пластичность при штамповке. После закалки от 495–505 C в воде и старения при 165–175 C в течение 10–14 ч достигается максимальная прочность.

Механические свойства поковок Д21

Свойства поковок зависят от направления волокна и степени деформации. В продольном направлении предел прочности достигает 440–490 МПа, предел текучести — 290–340 МПа, относительное удлинение — 8–12 %. В поперечном направлении пластичность снижается до 4–6 %. Твёрдость по Бринеллю составляет 110–130 HB. Поковки сохраняют работоспособность в интервале от –60 C до +150 C; при нагреве выше +175 C начинается интенсивная перестаривание и разупрочнение.

Технология изготовления и виды поставки

Производство поковок Д21 включает нагрев слитка или прессованной заготовки до 420–450 C, штамповку на молотах или гидравлических прессах усилием 10–50 МН, обрезку облоя и последующую термическую обработку. Свободная ковка применяется для крупногабаритных поковок массой до 500 кг, объёмная штамповка — для серийных деталей сложной конфигурации. Поставка осуществляется в виде поковок с необработанной поверхностью, с механической обработкой или в виде готовых штамповок с припуском 2–5 мм на сторону.

• Поковки по ГОСТ 1131-76 — с нормированными механическими свойствами и макроструктурой
• Штамповки по ГОСТ 21488-97 — с указанием группы точности и степени сложности
• Прутки кованые диаметром 20–200 мм
• Плиты и бруски сечением до 300 400 мм
• Заготовки для последующей механической обработки на станках с ЧПУ
• Поковки с регламентированной величиной зерна (не крупнее 5–6 балла по ГОСТ 5639-82)

Области применения

Поковки Д21 используются в конструкциях, где требуется сочетание высокой статической прочности и умеренной плотности (2,78 г/см). Основные потребители — авиастроение, транспортное машиностроение и нефтегазовое оборудование.

• Силовые элементы планера: лонжероны, нервюры, стыковые узлы, кронштейны навески двигателей
• Детали шасси: рычаги, тяги, корпуса амортизаторов, буксировочные узлы
• Топливная аппаратура: корпуса насосов, фланцы, переходники высокого давления
• Нефтегазовое оборудование: переводники, адаптеры, корпуса клапанов фонтанной арматуры
• Транспортные системы: элементы подвески, карданные валы, тормозные рычаги
• Спецтехника: корпуса редукторов, кронштейны гидроцилиндров, опорные плиты

Обрабатываемость и сварка

Поковки Д21 удовлетворительно обрабатываются резанием на токарных, фрезерных и сверлильных станках с применением твердосплавного инструмента (ВК6, ВК8) и СОЖ на масляной основе. Сварка плавлением затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; допускается точечная и шовная сварка сопротивлением. Для соединения ответственных деталей применяют заклёпки, болтовые соединения и клеевые композиции на эпоксидной основе.

Вопросы и ответы