Алюминиевый пруток АК4-1чТ1 в Минске

Алюминиевый пруток АК4-1чТ1: жаропрочный сплав для термонагруженных деталей

Алюминиевый пруток АК4-1чТ1 — это прессованный полуфабрикат из сложнолегированного алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg–Ni–Fe, прошедший закалку и искусственное старение по режиму Т1. Сплав АК4-1 (химический состав по ГОСТ 4784) содержит медь 1,9–2,5 %, магний 1,2–1,8 %, никель 0,8–1,3 %, железо 0,8–1,3 %, кремний до 0,35 %. Именно сочетание никеля и железа обеспечивает образование дисперсных фаз AlFeNi и AlCuFe, которые блокируют границы зерен и сохраняют механические свойства при нагреве до 250–300 C. Суффикс «ч» обозначает повышенную чистоту по примесям, а «Т1» — состояние после закалки и естественного старения с последующей стабилизацией.

Технические характеристики прутка АК4-1чТ1

Прутки поставляются по ГОСТ 21488-97 в виде круглого сечения диаметром от 8 до 180 мм, а также квадратного и шестигранного профиля. Критический параметр — предел длительной прочности при 250 C, который для АК4-1чТ1 составляет не менее 90 МПа при базе 100 ч. Кратковременный предел прочности при комнатной температуре — 390–430 МПа, предел текучести — 280–320 МПа, относительное удлинение — 8–12 %. Плотность сплава — 2,8 г/см, что на 60 % ниже стали, что критично для поршневой группы и роторных деталей.

Области применения

Пруток АК4-1чТ1 применяется там, где требуется сочетание низкой плотности и жаропрочности. Типовые изделия:

• поршни двигателей внутреннего сгорания, включая форсированные дизели тепловозов и судовых установок;
• лопатки и диски компрессоров авиационных ГТД, работающие при 200–250 C;
• детали турбонаддува: корпуса подшипников, крыльчатки, диффузоры;
• элементы гидравлических систем высокого давления в авиастроении и спецтехнике;
• оснастка для горячей штамповки и пресс-форм, контактирующая с нагретым металлом.

Технологические особенности обработки

Пруток АК4-1чТ1 обрабатывается резанием с применением твердосплавного инструмента (ВК6, ВК8) на скоростях 150–300 м/мин. Склонность к налипанию на режущую кромку требует обильного охлаждения СОЖ с высоким содержанием жирных кислот. Свариваемость ограничена — сплав относится к группе ограниченно свариваемых, аргонодуговая сварка возможна с предварительным подогревом до 200–250 C и последующей термообработкой. Деформирование в холодном состоянии не рекомендуется из-за низкой пластичности в состоянии Т1; горячая деформация проводится при 350–450 C.

Условия эксплуатации и ограничения

Длительная работа при температурах выше 300 C приводит к коагуляции упрочняющих фаз и необратимому снижению прочности. Коррозионная стойкость без защитных покрытий — удовлетворительная в атмосферных условиях, но во влажной среде с хлоридами требуется анодирование или нанесение лакокрасочных покрытий. Прутки поставляются в термообработанном состоянии без дополнительной правки; при необходимости правки применяется растяжение с остаточной деформацией не более 1,5 %.

Вопросы и ответы