Алюминиевый пруток АК4-1 в Минске

Алюминиевый пруток АК4-1: состав, механические свойства и применение

Алюминиевый пруток АК4-1 — деформируемый жаропрочный сплав на алюминиевой основе системы легирования Al–Cu–Mg–Fe–Ni, поставляемый в виде прессованных или катаных прутков круглого, квадратного и шестигранного сечения. Материал относится к группе сплавов средней жаропрочности и сохраняет работоспособность при длительном нагреве до 250–300 C, что определяет его специализацию в узлах, эксплуатируемых при повышенных температурах.

Химический состав и структурные особенности

Легирующая композиция АК4-1 включает медь (1,9–2,8 %), магний (1,4–1,8 %), железо (0,8–1,3 %) и никель (0,8–1,3 %). Совместное присутствие железа и никеля формирует интерметаллидные фазы, повышающие сопротивление ползучести при нагреве. Кремний ограничен до 0,35 %, цинк — до 0,30 %. Сплав не упрочняется термической обработкой по механизму естественного старения; основное упрочнение достигается закалкой и искусственным старением при 190 5 C в течение 8–12 часов.

Поставляемые прутки проходят термическую обработку по режиму Т1 (закалка и искусственное старение). Механические характеристики в этом состоянии регламентируются ГОСТ 4783 и составляют:

• временное сопротивление разрыву — не менее 360 МПа;
• предел текучести условный — не менее 280 МПа;
• относительное удлинение — не менее 8 %;
• твёрдость по Бринеллю — 100–120 HB.

Технологические параметры обработки

Прутки АК4-1 хорошо поддаются механической обработке резанием, однако из-за повышенного содержания железа и никеля стружка получается ломкой, что благоприятно сказывается на чистоте обработанной поверхности. Материал допускает горячую деформацию в интервале 380–450 C. Свариваемость ограничена: аргонодуговая сварка возможна с применением присадочной проволоки, но прочность сварного шва не превышает 60–70 % от основного металла, поэтому для ответственных соединений рекомендуется клёпка или болтовой монтаж.

Применение в промышленности

Основная область использования алюминиевого прутка АК4-1 — авиастроение и двигателестроение, где материал применяется для изготовления деталей, работающих при температурах до 300 C. Типовые позиции — поршни, крыльчатки, лопатки осевых компрессоров, диски и кольца газотурбинных двигателей. В ракетно-космической технике пруток используется для силовых элементов, контактирующих с нагретыми средами.

В машиностроении общего назначения АК4-1 востребован для производства крепёжных элементов, фланцев, втулок и корпусных деталей насосного оборудования, работающего в условиях умеренного нагрева. Материал также применяется в поршневой группе дизельных компрессоров и в арматуре трубопроводов с температурой рабочей среды до 250 C.

Сортамент и условия поставки

Прутки АК4-1 выпускаются в диапазоне диаметров от 8 до 300 мм. Точность геометрии соответствует классам точности по ГОСТ 4783: нормальной и повышенной точности для прессованных изделий. Длина прутков — от 1 до 4 метров, возможна поставка мерной длины. Поверхность не требует дополнительной обработки при условии отсутствия расслоений, трещин и плен.

Эксплуатационные ограничения

При выборе прутка АК4-1 следует учитывать его пониженную коррозионную стойкость по сравнению с алюминиево-магниевыми сплавами. Без защитного анодирования или лакокрасочного покрытия материал склонен к межкристаллитной коррозии при длительном контакте с влажной средой. Рабочие температуры выше 300 C приводят к необратимому разупрочнению из-за коагуляции упрочняющих фаз, поэтому для длительной эксплуатации при 350 C и выше рекомендуется применять сплавы типа АК4-1ч или дисперсно-упрочнённые композиции.

Вопросы и ответы