Алюминиевый квадрат Д16Т: характеристики, сортамент и применение
Алюминиевый квадрат Д16Т — профиль квадратного сечения, изготовленный из сплава Д16 в термоупрочнённом состоянии Т (закалка + естественное старение). Сплав системы Al–Cu–Mg (дуралюмин) с добавками марганца обеспечивает предел прочности при растяжении не менее 440 МПа и предел текучести около 290 МПа при плотности 2,78 г/см. Квадрат поставляется в виде прессованных прутков по ГОСТ 21488-97 или горячекатаных заготовок; допуски на размер и кривизну регламентируются ГОСТ 4784-97 и ГОСТ 13737-90.
Сортамент и геометрические параметры
Стандартный размерный ряд прессованного квадрата Д16Т охватывает стороны от 8 до 120 мм. Для размеров свыше 120 мм применяют горячекатаный квадрат с последующей термической обработкой. Кривизна прутка не превышает 2 мм на 1 м длины для прессованных профилей и 4 мм на 1 м для катаных. Скручивание вокруг продольной оси — не более 2 на 1 м. Длина прутков — от 1 до 6 м в зависимости от способа производства.
| Сторона квадрата, мм | Предельное отклонение, мм | Площадь сечения, мм | Масса 1 м, кг | Способ производства |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0,20 | 100 | 0,278 | прессованный |
| 20 | 0,25 | 400 | 1,112 | прессованный |
| 40 | 0,40 | 1600 | 4,448 | прессованный |
| 60 | 0,60 | 3600 | 10,008 | прессованный |
| 80 | 0,80 | 6400 | 17,792 | прессованный |
| 100 | 1,00 | 10000 | 27,800 | горячекатаный |
Механические свойства и термообработка
Состояние Т достигается закалкой при 495–505 C с охлаждением в воде и последующим естественным старением в течение 96–120 ч при 20 C. После старения твёрдость по Бринеллю составляет 105–130 HB. Ударная вязкость KCU — не менее 100 кДж/м. Модуль упругости — 72 ГПа. Сплав сохраняет прочностные характеристики при нагреве до 120 C; длительная эксплуатация при 150 C приводит к разупрочнению.
- Предел прочности при растяжении — 440–490 МПа
- Предел текучести — 290–340 МПа
- Относительное удлинение — 6–10 %
- Твёрдость по Бринеллю — 105–130 HB
- Плотность — 2,78 г/см
- Теплопроводность — 130 Вт/(мК)
Технологические особенности обработки
Квадрат Д16Т обрабатывается резанием на токарных и фрезерных станках с ЧПУ. Для чистового фрезерования применяют твердосплавный инструмент с износостойким покрытием и повышенные скорости резания — 200–400 м/мин. Сварка плавлением затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; соединения выполняют заклёпками или болтами. Гибочные операции возможны только в отожжённом состоянии с последующей закалкой и старением.
Области применения
Квадрат Д16Т востребован в конструкциях, где требуется высокая удельная прочность при ограниченной массе. Типовые области:
- Силовые элементы авиационных интерьеров и каркасов — кронштейны, стрингеры, нервюры
- Оснастка и приспособления для сборочных производств — упоры, фиксаторы, направляющие
- Детали транспортного машиностроения — рычаги, тяги, элементы подвески спецтехники
- Заготовки для механообработки в станкостроении — шпиндельные втулки, планшайбы
- Несущие конструкции в приборостроении — рамы, стойки, кронштейны крепления
- Элементы грузоподъёмного оборудования — траверсы, захваты, упорные планки
Вопросы и ответы
Чем Д16Т отличается от Д16 без термообработки?
Состояние Т означает закалку и естественное старение. Без термообработки (состояние М — мягкий) сплав имеет предел прочности около 250 МПа, после старения — 440–490 МПа. Твёрдость возрастает с 45–55 HB до 105–130 HB.
Допускается ли сварка квадрата Д16Т?
Сварка плавлением не рекомендуется из-за высокой склонности к горячим трещинам. Для неразъёмных соединений применяют заклёпки, болты или клеевые соединения. В отдельных случаях возможна точечная сварка с ограничением по толщине.
Какой максимальный размер стороны квадрата Д16Т выпускается?
Прессованный квадрат — до 120 мм. Горячекатаный квадрат больших сечений поставляется под заказ; предельный размер зависит от возможностей прокатного стана конкретного производителя.
При какой температуре сохраняются свойства Д16Т?
Эксплуатационный диапазон — от –60 C до +120 C. При нагреве выше 150 C начинается интенсивное разупрочнение вследствие коагуляции упрочняющих фаз. Кратковременный нагрев до 200 C допустим без необратимой потери прочности.
