Алюминиевые полосы ВД17 — деформируемый сплав системы Al–Cu–Mg
Алюминиевые полосы ВД17 — это плоский прокат из деформируемого алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg, легированного кремнием и железом. Материал относится к группе высокопрочных сплавов средней пластичности и предназначен для изготовления силовых элементов конструкций, работающих при температурах до 150 C. Полосы ВД17 поставляются в нагартованном (Н) и полутвёрдом (П) состояниях, а также после закалки и естественного старения (Т).
Химический состав и механические характеристики
Сплав ВД17 содержит медь в диапазоне 3,8–4,6 %, магний — 1,2–1,8 %, марганец — 0,4–0,8 %, кремний — 0,5–1,2 % и железо — до 0,7 %. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает упрочнение при закалке и старении за счёт выделения интерметаллидных фаз AlCu и AlCuMg. Временное сопротивление разрыву полос в состоянии Т достигает 420–460 МПа, предел текучести — 280–320 МПа, относительное удлинение — не менее 10 %. Твёрдость по Бринеллю составляет 115–125 HB.
Технологические параметры проката регламентируются ГОСТ 13726-97 и ТУ 1-2-201-90. Толщина полос — от 0,5 до 10 мм, ширина — от 20 до 600 мм. Допуски на геометрические размеры соответствуют классу точности Б или В. Кромки полос могут быть обрезными или необрезными, что определяется условиями последующей механической обработки.
Эксплуатационные свойства и коррозионная стойкость
Полосы ВД17 характеризуются повышенной жаропрочностью по сравнению с базовым сплавом Д16: кратковременная прочность при 200 C сохраняется на уровне 70–75 % от комнатной. Однако коррозионная стойкость материала ограничена — сплав склонен к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Для защиты поверхности применяют анодное оксидирование или нанесение лакокрасочных покрытий. В соединениях с деталями из стали и титана необходима электрохимическая защита или изоляционные прокладки.
Свариваемость сплава низкая: аргонодуговая сварка приводит к снижению прочности в зоне термического влияния на 30–40 %. Рекомендуемые способы соединения — клёпка, болтовые соединения и склеивание. Механическая обработка резанием удовлетворительная, стружка ломкая, что облегчает удаление отходов при фрезеровании и точении.
Применение полос ВД17 в промышленности
Основные потребители полос ВД17 — предприятия авиастроения, ракетно-космической отрасли и машиностроения. Из материала изготавливают:
- стрингеры и лонжероны каркаса планера летательных аппаратов;
- шпангоуты и силовые нервюры крыла;
- кронштейны и фитинги узлов навески агрегатов;
- детали гидросистем и топливной арматуры;
- элементы несущих рам транспортных средств специального назначения.
В судостроении полосы ВД17 применяются для обшивки корпусов быстроходных катеров и спасательных шлюпок, где важна высокая удельная прочность при минимальной массе. В энергетическом машиностроении материал используется для изготовления токоведущих шин и переходных пластин в распределительных устройствах.
Сортамент и условия поставки
| Толщина, мм | Ширина, мм | Состояние | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–1,5 | 20–200 | Н | 440–480 | 6–8 |
| 1,6–4,0 | 40–400 | П | 400–440 | 8–10 |
| 4,1–10,0 | 60–600 | Т | 420–460 | 10–12 |
Полосы поставляются в бухтах или отрезках мерной длины. Поверхность проката должна быть чистой, без расслоений, трещин и плен. Допускаются незначительные риски и царапины глубиной не более половины предельного отклонения по толщине. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава и результатов механических испытаний.
Вопросы и ответы
Чем отличаются полосы ВД17 от полос Д16?
ВД17 содержит повышенное количество кремния и железа, что улучшает жаропрочность при 150–200 C, но снижает пластичность и коррозионную стойкость. Д16 предпочтителен для умеренных температур, ВД17 — для узлов, испытывающих кратковременный нагрев.
Какие методы защиты от коррозии рекомендуются для полос ВД17?
Наиболее эффективны анодное оксидирование с последующим заполнением пор, нанесение грунтовок на эпоксидной основе и использование герметиков в стыковых соединениях. Для длительного хранения применяют ингибированные обертки.
Допустима ли сварка полос ВД17?
Сварка плавлением не рекомендуется из-за образования горячих трещин и снижения прочности в зоне термического влияния. При необходимости соединения используют клёпку, болты или клеевые составы на основе эпоксидных смол.
Какой температурный диапазон эксплуатации для полос ВД17?
Рабочие температуры ограничены диапазоном от –60 до +150 C. При длительном нагреве выше 150 C происходит коагуляция упрочняющих фаз и падение прочности на 15–20 %.
