Дюралевая плита Д1 в Минске

Дюралевая плита Д1: состав, механические характеристики и применение

Дюралевая плита Д1 — это деформируемый алюминиевый сплав системы Al–Cu–Mg, поставляемый в виде толстолистового проката. Материал относится к группе высокопрочных дуралюминов и применяется в конструкциях, работающих в условиях знакопеременных и статических нагрузок при температуре до 150 C. В отличие от плит из сплавов АМг и АМц, плита Д1 после закалки и естественного старения приобретает предел прочности на уровне 360–420 МПа, что сопоставимо с характеристиками низколегированных сталей при значительно меньшей плотности.

Химический состав и структурные особенности

Сплав Д1 легирован медью (3,8–4,9 %), магнием (0,4–0,8 %) и марганцем (0,4–1,0 %). Медь и магний формируют упрочняющие фазы AlCu и AlCuMg, выделяющиеся при старении. Марганец повышает температуру рекристаллизации и обеспечивает мелкозернистую структуру после горячей прокатки. Содержание железа и кремния ограничено 0,7 % и 0,7 % соответственно — эти примеси снижают пластичность и коррозионную стойкость, поэтому для плит ответственного назначения применяется сплав с пониженным содержанием примесей (Д1П).

Плиты изготавливаются методом горячей прокатки слитков с последующим закалочным нагревом до 495–505 C и охлаждением в воде. Естественное старение при комнатной температуре в течение 96 часов обеспечивает максимальное упрочнение. При необходимости материал может поставляться в состоянии без термической обработки (Д1М) или после закалки и естественного старения (Д1Т).

Механические свойства плиты Д1Т

Предел выносливости плиты Д1Т на базе 10 циклов составляет 120–140 МПа при симметричном цикле нагружения. Ударная вязкость KCU достигает 250–350 кДж/м. Модуль упругости — 71 ГПа, плотность — 2800 кг/м. Коэффициент линейного расширения в интервале 20–100 C равен 22,9 10 1/C.

Технологические особенности обработки

Плита Д1Т хорошо обрабатывается резанием: скорость резания при точении составляет 300–600 м/мин, при фрезеровании — 400–800 м/мин. Стружка ломкая, что облегчает отвод из зоны резания. Материал допускает гибку в нагретом состоянии при 350–400 C, однако в закалённом состоянии гибка без подогрева не рекомендуется из-за склонности к трещинообразованию. Сварка аргонодуговая затруднена из-за склонности к горячим трещинам; для сварных узлов применяют заклёпочные соединения или клеесварные технологии.

Коррозионная стойкость плиты Д1Т ниже, чем у сплавов АМг и АМц. Для защиты поверхности применяют анодное оксидирование с последующим хроматированием или нанесение лакокрасочных покрытий. В морской атмосфере и в условиях повышенной влажности материал требует обязательной защиты. Межкристаллитная коррозия возникает при нарушении режимов термической обработки или длительном нагреве выше 150 C.

Применение плиты Д1 в промышленности

Дюралевая плита Д1 востребована в отраслях, где требуется сочетание высокой удельной прочности и жёсткости:

• авиастроение — силовые элементы планера, лонжероны, шпангоуты, узлы навески шасси;
• судостроение — корпусные конструкции быстроходных судов, надстройки, выгородки;
• машиностроение — рамы, платформы, траверсы, детали транспортёров;
• приборостроение — несущие плиты, кронштейны, корпусные детали;
• транспортное машиностроение — настилы, каркасы кузовов, элементы подвески;
• строительство — несущие элементы большепролётных конструкций, опалубочные системы.

Плиты толщиной до 80 мм применяются для изготовления штампованных деталей сложной конфигурации. Материал используется в узлах трения при условии анодирования поверхности — оксидный слой толщиной 15–25 мкм повышает износостойкость в 3–5 раз. Для повышения усталостной прочности деталей, работающих при вибрационных нагрузках, применяется дробеструйная обработка поверхности.

Сортамент и условия поставки

Плиты Д1 поставляются толщиной от 8 до 80 мм, шириной 1000–2000 мм, длиной 2000–6000 мм. Допуски по толщине для плит повышенной точности составляют 0,5 мм при толщине до 20 мм. Кривизна плиты не превышает 5 мм на 1 метр длины. Поставка осуществляется в состоянии Д1Т (закалка + естественное старение), Д1М (отожжённое) или Д1 (без термической обработки).

При заказе плит для последующей механической обработки с высокими требованиями к плоскостности рекомендуется указывать состояние Д1Т с дополнительным требованием по остаточным напряжениям. Для деталей, работающих при температурах выше 150 C, применение плиты Д1 нецелесообразно — следует рассматривать сплавы системы Al–Cu–Mg с добавками железа и никеля (типа Д20) или Al–Zn–Mg–Cu (типа В95).

Вопросы и ответы