Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Алюминиевая поковка ВД17: жаропрочный деформируемый сплав для нагруженных деталей
Алюминиевая поковка ВД17 — это полуфабрикат, полученный горячей объёмной штамповкой или свободной ковкой из жаропрочного алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg–Fe–Ni (условное обозначение АК4-1 по ГОСТ 4784, марка ВД17 — обозначение деформируемого сплава для поковок). Сплав относится к классу термически упрочняемых, рабочая температура эксплуатации — до 175 C, кратковременно до 200 C. Основное назначение — изготовление силовых деталей, работающих при повышенных температурах и знакопеременных нагрузках.
Химический состав и структура
Сплав ВД17 легирован медью (1,9–2,6 %), магнием (1,4–1,8 %), железом (0,8–1,3 %) и никелем (0,8–1,3 %). Железо и никель образуют дисперсные фазы Al9FeNi, которые тормозят рекристаллизацию и повышают жаропрочность. Кремний ограничен до 0,35 %, цинк — до 0,3 %. После закалки и искусственного старения при 165–180 C достигается предел прочности 390–440 МПа при относительном удлинении 8–12 %.
Технология получения поковок
Исходная заготовка — цилиндрический слиток или прессованная заготовка. Нагрев под штамповку ведут до 440–470 C в электрических печах сопротивления с защитной атмосферой. Деформация выполняется на гидравлических прессах усилием 10–50 МН или на молотах. Степень деформации при ковке — не менее 30 % для обеспечения проработки литой структуры. После штамповки поковки подвергают закалке в воде (температура нагрева 525–535 C) и старению по режиму 165 C 10–15 ч.
Механические свойства при различных температурах
| Температура испытания, C | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 410–440 | 290–320 | 10–12 | 110–125 |
| 100 | 360–390 | 260–290 | 12–14 | 100–115 |
| 150 | 310–340 | 230–260 | 14–16 | 90–105 |
| 175 | 270–300 | 200–230 | 16–18 | 80–95 |
| 200 | 230–260 | 170–200 | 18–20 | 70–85 |
Области применения
Поковки из сплава ВД17 применяют в конструкциях, где требуется сочетание прочности и жаропрочности при ограниченной массе:
- Детали поршневой группы двигателей внутреннего сгорания: поршни, головки цилиндров, шатуны.
- Элементы авиационных агрегатов: кронштейны, фитинги, узлы крепления, работающие при нагреве до 175 C.
- Детали компрессоров и турбокомпрессоров: рабочие колёса, корпуса подшипников.
- Арматура нефтегазового оборудования: корпуса задвижек, фланцы, работающие в средах с температурой до 200 C.
- Детали металлургического оборудования: ролики, шпиндели, элементы рольгангов.
- Транспортное машиностроение: детали тормозных систем, элементы подвески.
Обрабатываемость и сварка
Сплав ВД17 удовлетворительно обрабатывается резанием в закалённом и состаренном состоянии. Скорость резания твердосплавным инструментом — 150–250 м/мин при подаче 0,1–0,3 мм/об. Сварка плавлением затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; рекомендуется аргонодуговая сварка с предварительным подогревом до 150–200 C. После сварки требуется повторная термическая обработка.
Нормативные документы
- ГОСТ 4784 — марки и химический состав алюминиевых сплавов.
- ГОСТ 1131 — поковки из алюминиевых сплавов, технические условия.
- ОСТ 1 90073 — поковки и штамповки из алюминиевых сплавов для авиационной техники.
- ГОСТ 1497 — методы испытаний на растяжение.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура поковок из ВД17?
Длительная рабочая температура — до 175 C, кратковременная — до 200 C. При превышении этих значений происходит интенсивное разупрочнение вследствие коагуляции упрочняющих фаз.
Проводится ли термообработка после штамповки?
Да. Обязательна закалка с нагревом до 525–535 C в воде и последующее искусственное старение при 165 C в течение 10–15 ч. Без старения сплав не достигает проектных прочностных характеристик.
Чем отличается ВД17 от АК4-1?
ВД17 — обозначение деформируемого сплава для поковок, близкого по составу к АК4-1. Различие заключается в технологии выплавки и степени регламентации примесей: ВД17 выплавляется с более жёстким контролем содержания железа и никеля.
Какой инструмент применяется для обработки поковок ВД17?
Используют твердосплавный инструмент марок ВК6, ВК8, Т15К6. Скорость резания — 150–250 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об. Применение СОЖ обязательно для отвода тепла и предотвращения наростообразования.