Алюминиевый П-профиль (швеллер) В95 — конструкционный прокат повышенной прочности
Алюминиевый П-профиль (швеллер) В95 — это горячепрессованный профиль корытообразного сечения, изготовленный из высокопрочного алюминиевого сплава системы Al–Zn–Mg–Cu системы легирования. Материал В95 относится к группе термически упрочняемых сплавов на основе алюминия, которые после закалки и искусственного старения приобретают предел прочности на уровне 490–530 МПа, что сопоставимо с характеристиками низколегированных сталей при значительно меньшей плотности (2,85 г/см).
Профиль формируется методом горячей прессовки с последующей закалкой в воду и старением по режиму Т1 или Т2. В состоянии Т1 сплав В95 достигает максимальных прочностных показателей, однако характеризуется пониженной коррозионной стойкостью; для эксплуатации в условиях повышенной влажности или контакта с агрессивными средами применяется состояние Т2, обеспечивающее улучшенную стойкость к коррозии под напряжением и расслаивающей коррозии.
Геометрические параметры и сортамент
П-профили из сплава В95 выпускаются с параллельными или внутренними уклонами полок. Стандартный сортамент включает:
- высоту стенки — от 20 до 200 мм;
- ширину полки — от 15 до 100 мм;
- толщину стенки и полок — от 1,5 до 12 мм;
- длину мерных отрезков — от 2 до 6 м;
- радиусы сопряжения — 2,0–8,0 мм в зависимости от габарита.
Механические характеристики профиля в состоянии Т1 регламентируются следующими значениями: временное сопротивление разрыву — 490–530 МПа, предел текучести условный — 410–450 МПа, относительное удлинение — 6–8%. Твёрдость по Бринеллю составляет 133–150 HB. Модуль упругости — 71 000 МПа.
| Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| Т1 (закалка + естественное старение) | 490 | 410 | 7 | 133 |
| Т2 (закалка + искусственное старение) | 530 | 450 | 6 | 150 |
| Т1 (после нагартовки) | 540 | 470 | 5 | 155 |
Особенности обработки и свариваемости
Сплав В95 относится к категории ограниченно свариваемых материалов. При дуговой сварке в зоне термического влияния происходит разупрочнение вследствие перераспределения упрочняющих фаз. Для несущих сварных конструкций рекомендуется применять механические соединения — болтовые или заклёпочные узлы. При необходимости сварки используют аргонодуговую сварку неплавящимся электродом с присадочной проволокой СвАК5 или СвАМг6, после чего требуется повторная закалка и старение всей конструкции.
Механическая обработка профиля не вызывает затруднений: сплав хорошо режется, фрезеруется и сверлится. При высокоскоростной обработке рекомендуется применять инструмент с алмазным или поликристаллическим покрытием для снижения наростообразования. Гибка в холодном состоянии возможна при радиусах не менее 3–5 толщин материала; для получения малых радиусов требуется нагрев до 300–350 C.
Применение в промышленности
П-профиль В95 востребован в отраслях, где требуется максимальное снижение массы при сохранении высокой несущей способности:
- авиастроение — силовые элементы фюзеляжа, шпангоуты, лонжероны, узлы крепления шасси;
- ракетно-космическая техника — переходные отсеки, ферменные конструкции, топливные магистрали;
- транспортное машиностроение — рамы грузового транспорта, элементы подвески, каркасы кузовов;
- судостроение — набор корпуса быстроходных судов, выдвижные трапы, палубные конструкции;
- строительные конструкции — несущие элементы большепролётных покрытий, опорные рамы оборудования.
Профиль применяется в узлах, работающих при знакопеременных нагрузках в интервале температур от –70 до +100 C. При длительной эксплуатации при температурах выше 100 C наблюдается снижение прочностных характеристик вследствие коагуляции упрочняющих фаз, поэтому для горячих зон следует выбирать сплавы системы Al–Cu–Mg.
Коррозионная стойкость и защитные покрытия
В состоянии Т1 сплав В95 склонен к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Для ответственных изделий рекомендуется применять плакированные листы или наносить анодно-оксидное покрытие толщиной 15–25 мкм с последующей заделкой пор в горячей воде или растворе бихромата калия. Допускается нанесение лакокрасочных систем на основе эпоксидных и полиуретановых грунтов, обеспечивающих защиту в условиях морской атмосферы и промышленных выбросов.
Вопросы и ответы
Чем отличается П-профиль В95 от профиля из сплава Д16Т?
Сплав В95 превосходит Д16Т по пределу прочности на 15–20% (490–530 МПа против 430–460 МПа), однако уступает по пластичности и коррозионной стойкости. В95 применяется для максимально нагруженных элементов, Д16Т — для конструкций, требующих хорошей обрабатываемости и свариваемости.
Какие состояния поставки доступны для П-профиля В95?
Профиль поставляется в состоянии Т1 (закалка и естественное старение) или Т2 (закалка и искусственное старение). Состояние Т2 обеспечивает более высокую прочность, но меньшую пластичность. Возможна поставка в нагартованном состоянии для повышения твёрдости поверхности.
Можно ли сваривать П-профиль В95 в несущих конструкциях?
Сварка В95 приводит к разупрочнению в зоне термического влияния на 30–40%. Для ответственных узлов рекомендуется болтовой или заклёпочный монтаж. При необходимости сварки применяют аргонодуговую сварку с последующей полной термической обработкой изделия.
Какие допуски на геометрию профиля действуют при поставке?
Допуски на высоту стенки и ширину полки составляют 1,0–1,5 мм в зависимости от габарита, на толщину — 0,2–0,5 мм. Скручивание профиля вокруг продольной оси не превышает 1 на метр длины. Кривизна — не более 2 мм на 1 м.
