Алюминиевый профиль АК6: прессованные полуфабрикаты из термически упрочняемой стали
Алюминиевый профиль АК6 — прессованный полуфабрикат из сложнолегированного алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg с добавками марганца, относящегося к группе термически упрочняемых деформируемых сплавов. Сплав АК6 (аналог по классификации — 2618, ASTM B221) применяется для изготовления профилей сложной конфигурации методом горячего прессования с последующей закалкой и искусственным старением. Профиль АК6 сохраняет прочностные характеристики при нагреве до 150–200 C, что отличает его от сплавов АД31 и АМг6, теряющих несущую способность в этом диапазоне.
Химический состав и механические свойства
Сплав АК6 содержит медь 1,8–2,6 %, магний 1,1–1,6 %, марганец 0,4–0,8 %, кремний 0,4–1,2 %, железо до 0,7 %. Медь и магний формируют упрочняющие фазы AlCuMg и AlCu, обеспечивающие рост предела текучести после старения. Марганец связывает железо в тугоплавкие интерметаллиды, снижая охрупчивание. Режим термической обработки: закалка от 515–530 C в воде, искусственное старение при 165–180 C в течение 6–12 часов.
| Показатель | Состояние Т1 (прессование) | Состояние Т6 (закалка + старение) | Состояние Т6, 150 C | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в, МПа | 295–340 | 390–440 | 340–380 | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести 0,2, МПа | 185–220 | 290–340 | 260–300 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение , % | 12–16 | 7–10 | 8–12 | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость по Бринеллю, HB | 90–105 | 120–135 | 110–125 | ГОСТ 9012 |
| Плотность, кг/м | 2780 | 2780 | 2780 | ГОСТ 11739 |
Сортамент и геометрические параметры
Профиль АК6 поставляется по ГОСТ 13616-97, ГОСТ 8617-81 и ТУ 1-8-93-74. Прессование выполняется на горизонтальных гидравлических прессах усилием 12,5–50 МН. Профили выпускаются в виде равнополочных и неравнополочных уголков, швеллеров, тавров, зетовых и специальных профилей. Толщина стенки — от 2 до 40 мм, длина — до 6000 мм (мерная) или до 12000 мм (немерная). Кривизна продольной оси не превышает 1,5 мм на 1 м длины. Предельные отклонения по толщине стенки — 0,15 мм для профилей с толщиной до 5 мм.
- Профили равнополочные уголковые — от 10 10 2 мм до 100 100 12 мм
- Профили швеллерные — высота стенки 20–120 мм, толщина полки 3–15 мм
- Профили тавровые и зетовые — для силовых элементов каркасов
- Профили трубчатые и специальные — по чертежам заказчика
- Профили повышенной точности — с полем допуска h9–h11
Технологические особенности прессования
Сплав АК6 обладает узким интервалом температурной обработки давлением: прессование ведётся при 380–450 C. Скорость истечения — 0,5–3,0 м/мин в зависимости от сложности сечения. Высокое содержание меди и магния снижает технологичность по сравнению с АД31, поэтому профили АК6 требуют строгого контроля температуры нагрева заготовки и скорости прессования во избежание образования трещин и расслоений. После прессования профили правятся растяжением с остаточной деформацией 1,5–3 %.
Области применения
Профиль АК6 применяется в конструкциях, где требуется сочетание высокой статической прочности и работоспособности при нагреве:
- Силовые элементы каркасов и обшивки в авиастроении (нервюры, стрингеры, шпангоуты)
- Детали двигателей внутреннего сгорания: кронштейны, корпуса, теплозащитные экраны
- Несущие конструкции пресс-форм и штампов для литья под давлением
- Элементы промышленного оборудования, работающего при 120–180 C
- Детали грузовых автомобилей: рамы, кронштейны подвески, элементы кузова
- Оснастка для сварочных и сборочных производств
Обрабатываемость и свариваемость
Профиль АК6 удовлетворительно обрабатывается резанием в состоянии Т6 (твёрдость 120–135 HB), обеспечивая чистоту поверхности Ra 1,6–3,2 мкм. Свариваемость ограничена: сплав склонен к образованию горячих трещин при аргонодуговой сварке. Для соединения применяют заклёпки, болты или сварку трением с перемешиванием (FSW). Коррозионная стойкость ниже, чем у АМг6, поэтому профили АК6 требуют анодирования или нанесения лакокрасочных покрытий при эксплуатации в атмосферных условиях.
Вопросы и ответы
Чем профиль АК6 отличается от профиля АД31?
АК6 — термически упрочняемый сплав системы Al–Cu–Mg с пределом прочности до 440 МПа после старения, работоспособный при 150–200 C. АД31 — термически неупрочняемый сплав Al–Mg–Si с пределом прочности 200–260 МПа, применяемый при температурах до 80 C.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность профиля АК6?
Закалка от 515–530 C в воде с последующим искусственным старением при 165–180 C в течение 6–12 часов (состояние Т6). Это обеспечивает предел прочности 390–440 МПа и предел текучести 290–340 МПа.
Допускается ли сварка профиля АК6?
Аргонодуговая сварка не рекомендуется из-за склонности к горячим трещинам. Допустима сварка трением с перемешиванием (FSW) или применение механических соединений — заклёпок, болтов.
Какие стандарты регламентируют поставку профиля АК6?
ГОСТ 13616-97 (профили прессованные из алюминиевых сплавов), ГОСТ 8617-81 (профили из алюминия и алюминиевых сплавов), ТУ 1-8-93-74. Химический состав — по ГОСТ 4784-97.
