Алюминиевые плиты АК4-1 в Минске

Алюминиевые плиты АК4-1: жаропрочный сплав для нагруженных деталей

Алюминиевые плиты АК4-1 — полуфабрикаты из термически упрочняемого сплава системы Al–Cu–Mg–Ni–Fe, легированного никелем и железом. Сплав АК4-1 (марка по ГОСТ 4784, аналог 2618 в системе AA) сохраняет прочность при нагреве до 150–175 C, что выгодно отличает его от АМг6 и 2024 в условиях длительного температурного воздействия. Плиты выпускают по ГОСТ 17232 и ТУ 1-92-93-91 в горячекатаном или прессованном исполнении с последующей закалкой и искусственным старением.

Химический состав и упрочняющие фазы

Никель в количестве 0,8–1,4 % и железо 0,8–1,4 % образуют дисперсные алюминиды Al9FeNi, которые тормозят рекристаллизацию и сохраняют субзеренную структуру при рабочих температурах. Медь 1,9–2,7 % и магний 1,2–1,8 % формируют упрочняющую фазу S (Al2CuMg). Именно комбинация этих фаз обеспечивает предел текучести не ниже 290 МПа в термообработанном состоянии при сохранении пластичности.

Технические характеристики плит

Сортамент и состояние поставки

• Плиты горячекатаные толщиной 11–120 мм, шириной 1200–2000 мм, длиной до 6000 мм.
• Состояние Т6 — закалка с 530 C и искусственное старение при 190–200 C.
• Состояние Т1 — естественное старение после закалки, для последующей формообразующей обработки.
• Плиты с нормированным пределом текучести в направлении толщины по согласованию.
• Контроль макро- и микроструктуры, УЗК по ГОСТ 22727.

Применение в промышленности

Плиты АК4-1 востребованы в авиастроении для изготовления поршней и головок цилиндров двигателей воздушного охлаждения, где температура в зоне камеры сгорания достигает 200 C. В дизелестроении из них фрезеруют поршни форсированных двигателей, работающих при степени сжатия свыше 16. В штамповочном производстве плиты служат материалом для матриц горячей штамповки алюминиевых сплавов, работающих с нагревом до 400 C кратковременно.

В нефтегазовой отрасли плиты применяют для деталей арматуры, контактирующих с паром и горячими средами. В энергетическом машиностроении — для корпусных деталей теплообменников и коллекторов. Обрабатываемость резанием удовлетворительная, сварка ограничена из-за склонности к образованию горячих трещин.

Технологические особенности обработки

Механическая обработка плит АК4-1 ведется твердосплавным инструментом на скоростях 200–400 м/мин с обязательным охлаждением. При фрезеровании глубоких карманов рекомендуется черновое снятие не более 5 мм за проход из-за склонности к короблению после снятия внутренних напряжений. Для снятия остаточных напряжений перед финишной обработкой применяют отжиг при 350–370 C.

Вопросы и ответы