Дюралевая плита ТУ 1-3-060-91 в Минске

Дюралевая плита ТУ 1-3-060-91 — технические характеристики и применение

Дюралевая плита, изготовленная по ТУ 1-3-060-91, представляет собой деформируемый полуфабрикат из алюминиевых сплавов системы Al–Cu–Mg, получаемый методом горячей прокатки с последующей термической обработкой. Технические условия ТУ 1-3-060-91 регламентируют сортамент, механические свойства и требования к качеству поверхности плит толщиной от 8 до 120 мм, предназначенных для высоконагруженных элементов конструкций авиационной, ракетно-космической и судостроительной отраслей.

В отличие от листового проката, плиты по ТУ 1-3-060-91 характеризуются повышенной разнотолщинностью в пределах допуска, контролируемой остаточной деформацией после механической обработки и строго нормированным уровнем остаточных напряжений. Материал поставляется в состоянии Т (закалка и естественное старение) или Т1 (закалка и искусственное старение), что определяет комплекс прочностных характеристик и сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением.

Химический состав и структура

Химический состав дюралевой плиты по ТУ 1-3-060-91 соответствует требованиям ГОСТ 4784 для сплавов Д16, Д16ч, Д16пч, В95 и их модификаций. Основные легирующие элементы — медь (3,8–4,9%), магний (1,2–1,8%) и марганец (0,3–0,9%) — обеспечивают упрочнение при старении за счет выделения интерметаллидных фаз AlCu и AlCuMg. Содержание примесей (железо, кремний, цинк) ограничено для гарантии стабильности механических свойств по толщине плиты.

Микроструктура плиты после закалки и естественного старения — твердый раствор на основе алюминия с равномерно распределенными частицами упрочняющих фаз. Для плит толщиной свыше 40 мм предусмотрен контроль макроструктуры на отсутствие расслоений, трещин и инородных включений, что критично при фрезеровании глубоких карманов и изготовлении силовых шпангоутов.

Механические свойства плит по ТУ 1-3-060-91

Нормируемые механические характеристики зависят от толщины плиты и состояния поставки. Для плит из сплава Д16ч в состоянии Т при толщине до 40 мм гарантируются следующие показатели:

• Предел прочности при растяжении — 430–480 МПа (вдоль направления прокатки);
• Предел текучести условный , — 275–320 МПа;
• Относительное удлинение — 10–14% на пятикратных образцах;
• Твердость по Бринеллю — 105–120 HB.

Для плит толщиной 60–120 мм значения предела прочности снижаются до 400–440 МПа вследствие менее полной закаливаемости центральных слоев. При выборе материала для конкретного узла необходимо учитывать анизотропию свойств: прочность в поперечном направлении на 8–12% ниже, чем в долевом.

Технологические особенности обработки

Дюралевая плита по ТУ 1-3-060-91 хорошо поддается механической обработке резанием: рекомендуемые режимы фрезерования — скорость резания 800–1200 м/мин при подаче 0,05–0,15 мм/зуб для твердосплавного инструмента. При сверлении глубоких отверстий необходимо применять охлаждение эмульсией для предотвращения налипания стружки. Гибка плит в холодном состоянии допустима при радиусах не менее 3–5 толщин; при меньших радиусах требуется нагрев до 350–400 C.

Сварка дюралевых плит аргонодуговым методом ограничена из-за склонности к образованию горячих трещин в зоне термического влияния. Предпочтительные методы соединения — клепка, болтовые соединения с применением герметиков, а также склеивание с использованием пленочных клеев холодного отверждения. При проектировании сварных узлов следует предусматривать компенсаторы для снятия остаточных напряжений.

Применение в промышленности

Плиты по ТУ 1-3-060-91 востребованы в узлах, где требуется сочетание высокой удельной прочности и коррозионной стойкости при минимальной массе:

• Силовые элементы планера летательных аппаратов — лонжероны, нервюры, шпангоуты;
• Несущие конструкции космических аппаратов и ракет-носителей — переходные отсеки, рамы;
• Судовые корпусные конструкции — переборки, фундаменты под механизмы;
• Высоконагруженные детали транспортного машиностроения — балки, кронштейны;
• Оснастка и приспособления для авиастроения — стапели, кондукторы.

Для защиты от коррозии плиты могут поставляться с плакировкой техническим алюминием (марка АД1) толщиной 2–4% от общей толщины с каждой стороны. Плакированный слой обеспечивает электрохимическую защиту основного металла в условиях морской атмосферы и при контакте с углепластиками.

Контроль качества и приемка

Каждая партия плит по ТУ 1-3-060-91 сопровождается сертификатом качества с указанием фактического химического состава, результатов механических испытаний и данных ультразвукового контроля сплошности. УЗК проводится по всей площади плиты на отсутствие расслоений и дефектов, превышающих допустимый уровень. Допускается исправление поверхностных дефектов зачисткой при условии сохранения минимальной толщины в пределах допуска.

Вопросы и ответы