Алюминиевые полосы Д19ч: состав, механические свойства и применение
Алюминиевые полосы Д19ч — это деформируемый термически упрочняемый сплав системы Al–Cu–Mg, поставляемый в виде плоского проката прямоугольного сечения. Буквенное обозначение «ч» в маркировке указывает на пониженное содержание примесей, что обеспечивает повышенную чистоту металла по границам зёрен и, как следствие, более стабильные механические характеристики в сравнении со сплавом Д19 базовой плавки. Полосы изготавливаются методом горячей и последующей холодной прокатки с финишными операциями правки и термообработки.
Химический состав и структурные особенности
Основными легирующими компонентами сплава Д19ч выступают медь (2,6–3,5 %) и магний (2,0–2,8 %). Дополнительно в состав вводятся марганец (0,5–0,8 %) для подавления рекристаллизации и цирконий, обеспечивающий формирование мелкозернистой структуры после закалки и естественного старения. Содержание железа и кремния в варианте «ч» ограничено значениями 0,3 % и 0,2 % соответственно, что снижает количество интерметаллидных фаз и повышает сопротивление усталостному разрушению.
Упрочнение достигается закалкой от температуры 495–505 C с последующим естественным старением в течение 96 часов. В состоянии Т1 полосы Д19ч демонстрируют предел прочности на уровне 420–450 МПа при относительном удлинении 10–12 %. Сплав сохраняет работоспособность в интервале температур от –70 до +150 C, однако длительная эксплуатация выше 100 C приводит к снижению прочностных характеристик вследствие перестаривания.
Технологические параметры проката
Полосы Д19ч поставляются толщиной от 2 до 25 мм и шириной от 40 до 600 мм. Допуски на геометрические размеры регламентируются ГОСТ 13726-97. Прокат может поставляться в нагартованном (Н), полунагартованном (ПН) и закалённом естественно состаренном (Т1) состояниях. Поверхность полос не имеет трещин, расслоений и плен, допускаются незначительные отпечатки от валков без выхода за пределы допусков.
| Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| Т1 (закалка + естественное старение) | 430 | 280 | 11 | 115 |
| Н (нагартованный) | 460 | 350 | 6 | 125 |
| ПН (полунагартованный) | 440 | 310 | 8 | 120 |
Применение в промышленности
Полосы Д19ч востребованы в узлах, работающих при знакопеременных нагрузках и требующих минимальной массы при сохранении жёсткости. Основные области использования:
- авиастроение — силовые элементы фюзеляжа, лонжероны, шпангоуты, закладные детали крыла;
- ракетно-космическая техника — переходные отсеки, ферменные конструкции, арматура топливных магистралей;
- судостроение — набор корпуса быстроходных катеров, палубные настилы, элементы надстроек;
- транспортное машиностроение — рамы грузовых прицепов, платформы спецтехники, каркасы кузовов;
- производство сварных конструкций — при использовании присадочной проволоки Св-АК5 и аргонодуговой сварки.
Материал поддаётся механической обработке резанием в закалённом состоянии, однако для получения высокого класса шероховатости рекомендуется обработка в нагартованном состоянии. Гибка полос выполняется с радиусом не менее двух толщин при нагреве до 250–300 C для предотвращения трещинообразования. Клёпаные соединения на основе Д19ч не требуют дополнительной герметизации благодаря высокой коррозионной стойкости плакированных вариантов.
Коррозионная стойкость и защита
Сплав Д19ч склонен к межкристаллитной коррозии при длительном контакте с морской водой, поэтому для наружных элементов применяется плакирование алюминием марки АД1. Анодное оксидирование с последующим заполнением пор хроматами повышает ресурс изделий в условиях повышенной влажности. Для защиты торцевых поверхностей полос при хранении используется консервационная смазка К-17 или упаковка в парафинированную бумагу.
Вопросы и ответы
Чем отличается Д19ч от Д19 без индекса?
Сплав Д19ч имеет пониженное содержание железа и кремния, что уменьшает количество хрупких интерметаллидных включений и повышает пластичность и сопротивление усталости. Механические характеристики при этом остаются сопоставимыми.
Какая температура закалки применяется для полос Д19ч?
Нагрев под закалку выполняется до 495–505 C с выдержкой в зависимости от толщины полосы и последующим охлаждением в воде с температурой не выше 40 C.
Возможна ли сварка полос Д19ч без потери прочности?
Сварка плавлением снижает прочность в зоне шва до 60–70 % от основного металла. Для ответственных конструкций рекомендуется клёпка или болтовые соединения, либо применение сварки с последующим упрочнением.
Какие допуски на ширину полосы предусмотрены стандартом?
По ГОСТ 13726-97 допуск на ширину для полос Д19ч составляет от +2 до +4 мм в зависимости от номинального размера и точности изготовления.
