Алюминиевый уголок Д20: сортамент и применение
Алюминиевый уголок Д20 — это профильный прокат равнополочного или неравнополочного сечения, изготовленный из деформируемого алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg, маркируемого как Д20. Данный материал относится к группе термически упрочняемых сплавов средней прочности и применяется в узлах, где требуется сочетание умеренных механических нагрузок с высокой коррозионной стойкостью и технологичностью обработки.
Сплав Д20 характеризуется повышенным содержанием меди (5,8–6,8 %) и магния (0,2–0,4 %), что обеспечивает упрочнение при искусственном старении. В состоянии поставки Т (закалка и естественное старение) уголок Д20 демонстрирует предел прочности на уровне 390–420 МПа при относительном удлинении 8–10 %. Материал хорошо поддается механической обработке резанием, сваривается аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки СвАК5, однако при сварочных работах отмечается снижение прочности в зоне термического влияния до 60–70 % от исходных значений.
Геометрические параметры и сортамент
Алюминиевый уголок Д20 выпускается по ГОСТ 13737–90 и ТУ 1-2-201–06. Стандартный сортамент включает равнополочные профили с шириной полки от 12 до 100 мм и толщиной стенки 2–10 мм. Неравнополочные исполнения представлены сочетаниями полок 20 15, 25 20, 40 25, 50 30 мм. Длина мерных отрезков — 2–6 м, допускается немерная поставка в пределах 1–6 м.
Точность геометрии регламентируется классом точности Б (нормальная) и В (повышенная). Скручивание профиля вокруг продольной оси не должно превышать 1 на 1 м длины, отклонение от прямолинейности — 0,3 % от длины. Радиусы скругления внутренних углов составляют 1,5–3,0 мм в зависимости от толщины полки.
| Типоразмер, мм | Толщина полки, мм | Масса 1 м, кг | Предел прочности, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 20 20 | 2 | 0,21 | 390 | Каркасы приборов |
| 25 25 | 3 | 0,39 | 400 | Кронштейны |
| 40 40 | 4 | 0,84 | 410 | Рамы оборудования |
| 50 50 | 5 | 1,31 | 420 | Несущие конструкции |
Эксплуатационные характеристики
Уголок Д20 сохраняет работоспособность в интервале температур от –70 до +150 C. При нагреве свыше 200 C происходит необратимое разупрочнение материала вследствие коагуляции упрочняющих фаз. В условиях cryогенных температур (до –196 C) сплав не склонен к хладноломкости, что допускает его применение в криогенной технике.
Коррозионная стойкость Д20 ниже, чем у сплавов системы Al–Mg (АМг) или Al–Mg–Si (АД31), из-за наличия интерметаллидных включений AlCu. Для защиты поверхности в атмосферных условиях рекомендуется анодное оксидирование или нанесение лакокрасочных покрытий. В морской воде и агрессивных средах применение без защитных покрытий не допускается.
Отрасли применения
Алюминиевый уголок Д20 востребован в следующих секторах промышленности:
- авиастроение — элементы силового набора фюзеляжа, шпангоуты, стрингеры, кронштейны крепления агрегатов;
- судостроение — детали надстроек, трапы, леерные ограждения, фундаменты вспомогательных механизмов;
- машиностроение — направляющие, опорные элементы, окантовка технологических проемов;
- приборостроение — несущие каркасы электронных блоков, стойки, рамные конструкции;
- транспортное машиностроение — элементы кузовов, каркасы сидений, поручни;
- строительство — усиление дверных и оконных проемов, декоративные элементы фасадов.
Особенности обработки и монтажа
При механической обработке уголка Д20 рекомендуется применять твердосплавный инструмент с геометрией для алюминиевых сплавов. Скорость резания — 300–600 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об. Материал склонен к налипанию на режущую кромку, поэтому требуется обильное применение СОЖ.
Соединение элементов из уголка Д20 выполняется:
- механическим крепежом — болтами, заклепками из коррозионно-стойких сталей или алюминиевых сплавов;
- аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадкой СвАК5;
- клеевыми составами на эпоксидной основе с предварительной подготовкой поверхности.
При проектировании сварных узлов следует учитывать снижение прочности в зоне термического влияния и предусматривать увеличение сечения на 20–30 % либо последующую термическую обработку конструкции.
Вопросы и ответы
Чем отличается уголок Д20 от уголка АД31?
Д20 — сплав системы Al–Cu–Mg с пределом прочности 390–420 МПа, упрочняемый термической обработкой. АД31 — сплав системы Al–Mg–Si с прочностью 180–240 МПа, не требующий закалки. Д20 прочнее, но менее коррозионностойкий и хуже сваривается.
Можно ли сваривать уголок Д20 без потери прочности?
Сварка возможна, но в зоне термического влияния прочность снижается до 60–70 % от исходной. Для ответственных узлов требуется последующая закалка и искусственное старение либо увеличение сечения сварного шва.
Какая максимальная рабочая температура для уголка Д20?
Длительная эксплуатация допускается до +150 C. При нагреве выше +200 C начинается необратимое разупрочнение сплава, поэтому для высокотемпературных применений Д20 непригоден.
Требуется ли защита поверхности уголка Д20 от коррозии?
В атмосферных условиях рекомендуется анодное оксидирование или окраска. В морской воде и химически агрессивных средах эксплуатация без защитных покрытий не допускается из-за склонности сплава к межкристаллитной коррозии.
