Алюминиевый круг АД31Т: термоупрочнённый прессованный прокат из системы Al–Mg–Si
Алюминиевый круг АД31Т — прессованное изделие круглого поперечного сечения из деформируемого сплава системы алюминий–магний–кремний, поставленное в термоупрочнённом и естественно состаренном состоянии (Т). Сплав АД31 соответствует марке 6063 по ISO и AA, а состояние Т — режиму закалки на прессе с последующим естественным старением без искусственного подогрева. Именно сочетание «АД31 + Т» даёт нормированный предел текучести не ниже 130–150 МПа при сохранении высокой пластичности и коррозионной стойкости, что отличает круг АД31Т от отожжённого состояния АД31М и от искусственно состаренного АД31Т1.
Сортамент и геометрические параметры
Круг АД31Т выпускается по ГОСТ 21488-97 (прессованные прутки) и ГОСТ 4784-2019 (марки сплава). Диаметр горячепрессованного круга — от 8 до 200 мм; мерная длина прутков — 2–6 м, немерная — до 6 м. Кривизна прутка на 1 м длины не превышает 3 мм. Предельные отклонения по диаметру для круга повышенной точности — от –0,4 до +0,6 мм в зависимости от типоразмера.
| Диаметр, мм | Предел текучести ,, МПа | Предел прочности в, МПа | Относительное удлинение , % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | 150 | 175 | 8 | 60 |
| 25–50 | 140 | 170 | 10 | 60 |
| 60–100 | 130 | 160 | 12 | 55 |
| 110–200 | 120 | 150 | 12 | 55 |
Химический состав и структурные особенности
Сплав АД31 содержит 0,45–0,9 % Mg и 0,5–0,9 % Si; соотношение Mg:Si близко к стехиометрическому для фазы MgSi, что обеспечивает максимальный эффект дисперсионного твердения при естественном старении. Содержание железа ограничено 0,35 %, меди — 0,1 %, цинка — 0,2 %. Присутствие железа в пределах нормы способствует образованию мелкодисперсных включений AlFeSi, которые тормозят рост зерна при прессовании и повышают качество поверхности круга.
Состояние Т достигается закалкой непосредственно на выходе из матрицы пресса: температура металла на прессе — 480–520 C, охлаждение водой или воздушно-водяной смесью. Естественное старение при 20 C занимает 5–7 суток до достижения стабильных механических свойств. Перегрев выше 530 C вызывает укрупнение зерна и снижение пластичности; недогрев ниже 450 C не обеспечивает полного растворения MgSi и приводит к недобору прочности.
Технологические и эксплуатационные свойства
- Обрабатываемость резанием — удовлетворительная; при точении и фрезеровании образуется сливная стружка, рекомендуется применение СОЖ на водной основе.
- Свариваемость — хорошая всеми видами сварки плавлением (TIG, MIG); после сварки в зоне термического влияния прочность снижается до уровня состояния М.
- Коррозионная стойкость — высокая в атмосферных условиях, пресной и морской воде; склонность к межкристаллитной коррозии отсутствует при соблюдении режима закалки.
- Анодирование — образует плотное декоративное или защитное покрытие толщиной 5–25 мкм; цвет плёнки — от серебристого до тёмно-бронзового в зависимости от состава электролита.
- Гибка и формообразование — возможны в холодном состоянии при радиусе не менее 2,5 диаметра; для малых радиусов требуется подогрев до 150–200 C.
Области применения
Круг АД31Т востребован там, где требуется сочетание лёгкости, коррозионной стойкости и стабильной геометрии при умеренных нагрузках:
- Несущие элементы светопрозрачных конструкций — стойки, ригели, соединительные втулки фасадных систем.
- Детали пневмо- и гидроцилиндров, пневмораспределителей, работающих при давлении до 1,6 МПа.
- Токопроводящие шины и корпуса низковольтных распределительных устройств.
- Элементы конвейерных линий пищевых производств, контактирующие с продукцией (при анодировании).
- Оправки, центрирующие штифты и направляющие в сборочной оснастке приборостроения.
- Детали теплообменного оборудования с рабочей температурой до 150 C.
Вопросы и ответы
Чем состояние Т отличается от Т1 для круга АД31?
Состояние Т — естественное старение при 20 C в течение 5–7 суток; состояние Т1 — искусственное старение при 160–180 C. Круг АД31Т1 имеет более высокий предел текучести (до 180–200 МПа), но меньшую пластичность и электропроводность по сравнению с АД31Т.
Какой диаметр круга АД31Т доступен по ГОСТ 21488-97?
Стандарт охватывает прессованные прутки диаметром от 8 до 200 мм. Для диаметров свыше 200 мм изготовление возможно по согласованию с производителем, но механические свойства в центральной зоне могут быть ниже табличных.
Допускается ли сварка круга АД31Т без потери прочности?
Полное сохранение прочности в сварном соединении невозможно: в зоне термического влияния металл переходит в отожжённое состояние. Для ответственных узлов рекомендуется применять механические соединения или болтовые крепления вместо сварки.
Какая максимальная рабочая температура круга АД31Т?
Длительная эксплуатация без существенного снижения прочности допускается до 150 C. При 200 C и выше начинается перестаривание, приводящее к падению предела текучести на 20–30 %.
