Алюминиевый квадрат АД31 в Минске


Алюминиевый квадрат АД31: прессованный профиль из термически упрочняемого сплава системы Al–Mg–Si

Алюминиевый квадрат АД31 — это прессованное изделие сплошного сечения квадратной формы, изготовленное из термически упрочняемого сплава системы алюминий–магний–кремний (Al–Mg–Si), соответствующего марке 6063 по международной классификации. Сплав АД31 относится к группе деформируемых сплавов средней прочности, упрочняемых искусственным старением. Квадрат выпускается методом горячего прессования с последующей закалкой на прессе и искусственным старением, что обеспечивает стабильные механические свойства по всему сечению профиля.

Ключевая особенность квадрата АД31 — сочетание высокой технологичности при обработке давлением, коррозионной стойкости в атмосферных условиях и способности формировать качественную анодированную поверхность. Сплав не содержит меди, что исключает склонность к межкристаллитной коррозии и обеспечивает устойчивость к воздействию промышленной атмосферы, морской среды и слабоагрессивных химических реагентов.

Сортамент и геометрические параметры

Квадрат АД31 поставляется в диапазоне сторон от 8 до 100 мм с шагом, установленным сортаментом. Стандартные длины — от 2 до 6 м, возможна поставка мерными и немерными отрезками. Кривизна профиля не превышает 1 мм на 1 м длины. Углы квадрата выполняются радиусными или острыми в зависимости от требований заказа.

  • Сторона квадрата: 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100 мм
  • Предельные отклонения по стороне: 0,20 мм для размеров до 30 мм; 0,30 мм для размеров свыше 30 мм
  • Длина: немерная 2–6 м, мерная по спецификации заказчика
  • Состояние поставки: Т1 (закалка и естественное старение), Т5 (закалка на прессе и искусственное старение)
  • Стандарты: ГОСТ 13616-97, ГОСТ 8617-81, EN 755-2, ASTM B221

Химический состав и механические свойства

Сплав АД31 содержит магний в пределах 0,45–0,90 % и кремний 0,20–0,60 %, что обеспечивает формирование упрочняющей фазы MgSi при искусственном старении. Содержание железа ограничено 0,35 %, меди — 0,10 %, цинка — 0,20 %. Суммарное содержание примесей не превышает 0,15 %.

СостояниеПредел прочности, МПаПредел текучести, МПаОтносительное удлинение, %Твёрдость по Бринеллю
Т1130–16070–11016–2045–55
Т5 (8–20 мм)175–215130–16010–1460–70
Т5 (20–60 мм)160–195110–1458–1255–65
Т5 (60–100 мм)150–180100–1308–1050–60

Модуль упругости сплава АД31 составляет 69–70 ГПа. Плотность — 2,70–2,71 г/см. Коэффициент линейного расширения — 23,4 10 К в диапазоне 20–100 C. Теплопроводность в состоянии Т5 — 200–220 Вт/(мК). Электропроводность — 50–55 % IACS.

Технологические свойства и обработка

Квадрат АД31 хорошо поддаётся механической обработке: фрезерованию, сверлению, точению, пилению. Обработка резанием выполняется твердосплавным инструментом с полированной геометрией без применения СОЖ или с минимальной подачей смазочно-охлаждающей жидкости. Сплав допускает гибку в холодном состоянии с минимальным радиусом, равным двум–трём сторонам квадрата, в зависимости от состояния поставки.

Свариваемость сплава АД31 удовлетворительная. Применяются аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (TIG) и сварка плавящимся электродом (MIG) с использованием присадочной проволоки марок 4043 или 5356. После сварки в зоне термического влияния происходит разупрочнение; для восстановления свойств рекомендуется искусственное старение при 175–185 C в течение 6–8 часов.

Анодирование — ключевое преимущество сплава АД31. Благодаря низкому содержанию железа и меди оксидная плёнка формируется равномерно, обеспечивая декоративный и защитный эффект. Толщина анодного покрытия — от 5 до 25 мкм в зависимости от назначения. Возможно получение матовых, глянцевых и цветных покрытий методом адсорбционного или электролитического окрашивания.

Области применения

  • Несущие конструкции светопрозрачных фасадных систем: стойки, ригели, импосты в алюминиевых витражах и структурном остеклении
  • Каркасы промышленного оборудования: рамы конвейерных линий, ограждения станков, элементы робототехнических комплексов
  • Электротехническая промышленность: шины распределительных устройств, токопроводящие элементы низковольтной аппаратуры
  • Транспортное машиностроение: элементы кузовов, багажные системы, интерьерные профили подвижного состава
  • Пищевое и фармацевтическое оборудование: рамы стерилизационных камер, опорные конструкции в условиях влажной среды
  • Строительные леса и опалубка: стойки, связи, элементы быстросборных конструкций

Эксплуатационные характеристики

Квадрат АД31 сохраняет работоспособность в диапазоне температур от –60 C до +150 C. При нагреве выше 150 C наблюдается постепенная потеря прочности вследствие коагуляции упрочняющей фазы. В условиях знакопеременных нагрузок предел выносливости составляет 55–70 МПа при базе 5 10 циклов. Коррозионная стойкость в атмосфере промышленного типа — удовлетворительная без дополнительной защиты; в морской среде рекомендуется анодирование или лакокрасочное покрытие.

Квадрат АД31 не требует специальных условий хранения. Допускается складирование в неотапливаемых помещениях при относительной влажности до 80 %. При длительном хранении в условиях повышенной влажности возможно появление поверхностных пятен, не влияющих на механические свойства.

Вопросы и ответы

Чем отличается алюминиевый квадрат АД31 от квадрата АД33?

АД33 (6061) содержит магний и кремний в более высоких концентрациях, а также легирован хромом, что обеспечивает предел прочности до 290–310 МПа после старения. АД31 имеет меньшую прочность (175–215 МПа), но превосходит АД33 по пластичности, коррозионной стойкости и качеству анодированной поверхности.

Какой минимальный радиус гибки допустим для квадрата АД31 в состоянии Т5?

Минимальный радиус гибки в холодном состоянии составляет две–три стороны квадрата. Для квадрата 20 20 мм радиус гибки — 40–60 мм. При гибке поперёк прессования риск образования трещин выше, чем при гибке вдоль направления extrusion.

Возможно ли применение квадрата АД31 в несущих конструкциях?

Да, при условии расчёта по СП 128.13330 и учёте снижения прочности в зоне сварных соединений. Расчётное сопротивление по пределу текучести для состояния Т5 принимается 110–130 МПа в зависимости от толщины сечения.

Какой максимальный диаметр отверстия допустим при сверлении квадрата АД31 без потери прочности?

Отверстия диаметром до 0,5 стороны квадрата не оказывают существенного влияния на несущую способность при условии удаления от кромок не менее чем на 1,5 диаметра. Для квадрата 40 40 мм допустимо сверление отверстий до 20 мм с отступом от края не менее 30 мм.