Алюминиевый пруток АД31Т: термоупрочнённый прессованный профиль из сплава системы Al–Mg–Si
Алюминиевый пруток АД31Т — это прессованное полуфабрикатное изделие круглого, квадратного или шестигранного сечения из сплава АД31 (аналог 6063 по ISO, 6063-T6 по ASTM), поставленное в термоупрочнённом состоянии Т. Сплав относится к системе Al–Mg–Si с упрочняющей фазой MgSi; состояние Т достигается закалкой с прессового нагрева и последующим искусственным старением при 175–185 C в течение 6–8 ч. В отличие от отожжённого состояния АД31М, маркировка АД31Т гарантирует повышенные прочностные характеристики при сохранении высокой пластичности и коррозионной стойкости.
Химический состав и механические свойства
Сплав АД31 регламентируется ГОСТ 4784-2019; прутки — ГОСТ 21488-97 (состояние Т) и ГОСТ 13616-97 для прессованных профилей. Содержание магния — 0,45–0,9 %, кремния — 0,2–0,6 %, железа — не более 0,35 %. Медь и цинк лимитируются на уровне 0,1 % каждый. Именно низкое содержание примесей обеспечивает сочетание технологичности прессования и стойкости к межкристаллитной коррозии.
| Параметр | Единица | АД31Т (пруток) | АД31М (отожжённый) | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | МПа | 195 | 130 | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести 0,2 | МПа | 160 | — | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | % | 8 | 20 | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость по Бринеллю | HB | 60–75 | 35–45 | ГОСТ 9012 |
| Плотность | кг/м | 2700 | 2700 | расчёт |
Сортамент и геометрические параметры
Пруток АД31Т выпускается диаметром от 5 до 120 мм в круглом исполнении, квадратным сечением 8 8 — 60 60 мм и шестигранником с размером под ключ 8–46 мм. Длина мерных прутков — 2–6 м, немерных — до 8 м. Кривизна на 1 м длины не превышает 3 мм для диаметров до 40 мм и 5 мм для более крупных сечений. Предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитету h11–h12 по ГОСТ 21488-97.
Технологические и эксплуатационные свойства
- Температура эксплуатации без потери прочностных характеристик — от –60 C до +150 C; кратковременно допускается нагрев до +200 C.
- Свариваемость — хорошая при контактной сварке и аргонодуговой сварке (TIG); после сварки в зоне термического влияния прочность снижается до уровня состояния М.
- Обрабатываемость резанием — удовлетворительная; рекомендуется применение СОЖ на основе минеральных масел, скорость резания 200–400 м/мин для твердосплавного инструмента.
- Анодирование — образует плотный оксидный слой толщиной 10–25 мкм; применяется для декоративных и защитных покрытий.
- Коррозионная стойкость — высокая в атмосферных условиях, пресной воде и морской среде; не требует дополнительной защиты при эксплуатации в помещениях.
Области применения
Пруток АД31Т востребован в тех узлах, где требуется сочетание малой массы, коррозионной стойкости и достаточной прочности без применения сварных конструкций. Типовые направления:
- Несущие элементы светопрозрачных конструкций: стойки, ригели, соединительные втулки фасадных систем.
- Детали пневматических и гидравлических приводов: штоки малого диаметра, переходники, фитинги.
- Элементы теплообменного оборудования: дистанционирующие вставки, крепёж для алюминиевых радиаторов.
- Оснастка для пищевого производства: направляющие, толкатели, опорные шпильки (сплав допущен к контакту с пищевыми средами).
- Электротехническая промышленность: токопроводящие шины малого сечения, зажимы, клеммные колодки.
- Приборостроение: корпусные детали, кронштейны, оси для контрольно-измерительной аппаратуры.
Отличия от близких сплавов и состояний
По сравнению с АД31М пруток в состоянии Т имеет предел прочности выше в 1,5–1,8 раза, но уступает по относительному удлинению. Сплав АД33 (6061) превосходит АД31Т по прочности (в 260 МПа) за счёт легирования магнием и кремнием в более высоких концентрациях, однако хуже прессуется и имеет более высокую стоимость. Пруток из сплава АМг2 (5052) в состоянии Н32 не упрочняется термически, но превосходит АД31Т по коррозионной стойкости в морской воде и свариваемости.
Вопросы и ответы
Чем состояние Т отличается от состояния Т1 в маркировке прутка АД31?
Состояние Т — закалка с прессового нагрева и искусственное старение до максимальной прочности. Т1 — закалка с прессового нагрева и естественное старение при комнатной температуре; прочностные характеристики ниже, чем у Т, но пластичность выше. Для АД31Т1 предел прочности составляет 130–160 МПа.
Допускается ли гибка прутка АД31Т в холодном состоянии?
Холодная гибка возможна при минимальном радиусе 2,5–3 диаметра для прутков до 20 мм. При больших диаметрах рекомендуется местный нагрев до 150–200 C или переход на отожжённое состояние АД31М. После гибки в состоянии Т возможно растрескивание по наружному радиусу.
Какой максимальный диаметр прутка АД31Т поставляется по ГОСТ 21488-97?
Стандарт распространяется на прутки диаметром до 120 мм включительно. Для диаметров свыше 120 мм изготовление возможно по согласованию с производителем, но механические свойства в центральной зоне сечения могут быть ниже нормируемых из-за незавершённой закалки.
Применяется ли АД31Т для несущих строительных конструкций?
Да, при условии расчёта по СП 260.1325800.2016 с учётом снижения прочности в сварных соединениях и температурных воздействий. Для ответственных узлов с высокими нагрузками предпочтителен сплав АД33Т или АД35Т с более высокими прочностными показателями.
