Алюминиевый П-профиль (швеллер) Д1: конструкционные элементы для машиностроения
Алюминиевый П-профиль (швеллер) Д1 — это горячедеформированный или прессованный профиль, изготовленный из деформируемого алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg. Материал Д1 относится к группе высокопрочных дюралюминиев, упрочняемых термической обработкой (закалка + естественное старение). В состоянии Т1 (закалённое и естественно состаренное) профиль демонстрирует предел прочности на уровне 360–420 МПа, что сопоставимо с низколегированными сталями при значительно меньшей удельной массе.
П-образное сечение обеспечивает высокую жёсткость при изгибе в вертикальной плоскости и эффективно воспринимает нагрузки, действующие на полки. В отличие от конструкций из сплава АД31, швеллер Д1 не предназначен для анодирования с декоративной целью, однако допускает защитное оксидирование и нанесение лакокрасочных покрытий. Материал склонен к межкристаллитной коррозии при длительном контакте с морской водой, поэтому для наружных морских применений требуется дополнительная защита.
Технические характеристики и сортамент
Профили Д1 выпускаются методом горячей прессовки с последующей правкой растяжением. Геометрия сечения соответствует ГОСТ 13621 (швеллеры алюминиевые прессованные). Толщина полки варьируется от 2 до 8 мм, высота стенки — от 20 до 120 мм. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ 8617 (профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов).
| Высота стенки, мм | Ширина полки, мм | Толщина, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления, см |
|---|---|---|---|---|
| 30 | 20 | 2 | 0,28 | 0,62 |
| 50 | 30 | 3 | 0,71 | 2,84 |
| 80 | 40 | 4 | 1,52 | 9,15 |
| 100 | 50 | 5 | 2,38 | 18,4 |
Механические свойства сплава Д1
После закалки и естественного старения сплав Д1 характеризуется следующими показателями:
- Предел прочности при растяжении — 360–420 МПа (в зависимости от толщины стенки);
- Предел текучести — 210–250 МПа;
- Относительное удлинение — 8–12%;
- Твёрдость по Бринеллю — 95–110 HB;
- Модуль упругости — 71 000 МПа.
Рабочий диапазон температур ограничен: при нагреве выше 100 C прочностные характеристики снижаются вследствие перестаривания. При криогенных температурах (до –70 C) сплав не склонен к хладноломкости, что позволяет применять его в климатическом исполнении УХЛ.
Применение в промышленности
Швеллер Д1 востребован в узлах, где требуется сочетание высокой удельной прочности и лёгкости. Основные области использования:
- Силовые элементы каркасов грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов — лонжероны, поперечины, усилители;
- Несущие конструкции авиационных интерьеров и наземного аэродромного оборудования;
- Рамы и станины мобильных робототехнических комплексов и промышленных манипуляторов;
- Направляющие и опорные элементы конвейерных линий, подъёмно-транспортных механизмов;
- Каркасы кузовов специальной техники, эксплуатируемой при температурах от –60 до +60 C.
Профиль хорошо обрабатывается резанием, допускает точечную и аргонодуговую сварку. При сварке прочность в зоне шва снижается до 60–70% от исходной, поэтому ответственные соединения рекомендуется выполнять заклёпками из сплава В65 или болтами из коррозионно-стойкой стали.
Особенности заказа и поставки
Швеллеры Д1 поставляются мерной длины (2–6 м) или в бухтах для профилей малого сечения. Поверхность — без трещин, расслоений и плен. Допускаются местные риски глубиной не более 0,1 мм. Материал поставляется в состоянии Т1 или Т (закалённый и естественно состаренный), что оговаривается при заказе.
Вопросы и ответы
Чем отличается швеллер Д1 от профиля из АД31?
Сплав Д1 относится к системе Al–Cu–Mg и после термообработки достигает прочности 360–420 МПа, тогда как АД31 (система Al–Mg–Si) в состоянии Т6 имеет предел прочности около 240 МПа. Д1 применяется для силовых узлов, АД31 — для конструкций с умеренными нагрузками и повышенными требованиями к коррозионной стойкости.
Подвержен ли швеллер Д1 свариваемости?
Сплав сваривается аргонодуговой сваркой, однако в зоне термического влияния прочность снижается до 60–70% от основного металла. Для ответственных соединений рекомендуется клёпка или болтовые соединения.
Какой тип термообработки применяется для Д1?
Стандартная схема — закалка от 495–505 C с охлаждением в воде и естественное старение при комнатной температуре в течение 4–5 суток. Состояние обозначается как Т1.
Можно ли использовать швеллер Д1 в морской атмосфере?
Без защитного покрытия сплав склонен к межкристаллитной коррозии в хлоридной среде. Для морских применений требуется анодное оксидирование или лакокрасочное покрытие с грунтовкой.
