Дюралевая плита ТУ 1-3-152-2005 в Минске

Дюралевая плита ТУ 1-3-152-2005: технические характеристики и применение

Дюралевая плита, изготовленная по ТУ 1-3-152-2005, представляет собой деформируемый полуфабрикат из алюминиевых сплавов системы Al–Cu–Mg, полученный методом горячей прокатки с последующей термической обработкой. Технические условия ТУ 1-3-152-2005 регламентируют производство толстолистового проката из высокопрочных алюминиевых сплавов, преимущественно марок Д16, Д16ч, Д16пч и их модификаций с пониженным содержанием примесей. Указанный нормативный документ устанавливает требования к геометрическим параметрам, механическим свойствам и качеству поверхности плит, предназначенных для ответственных узлов авиационной техники и машиностроительных конструкций.

Сортамент и геометрические параметры

Плиты по ТУ 1-3-152-2005 выпускаются в диапазоне толщин от 11 до 80 мм, что отличает их от тонколистового проката, поставляемого по ГОСТ 21631. Ширина плит составляет от 600 до 2000 мм, длина — от 1000 до 8000 мм в зависимости от толщины и массы слитка. Предельные отклонения по толщине для плит толщиной до 30 мм составляют 1,0 мм, для более толстых — 1,5 мм. Косина реза не должна превышать 5 мм на 1 м длины, а серповидность — 4 мм на 2 м длины.

Поставка осуществляется в термически упрочнённом состоянии Т (закалка + естественное старение) или Т1 (закалка + искусственное старение). Допускается поставка в состоянии без термической обработки (горячекатаном) по согласованию с потребителем для последующей закалки на предприятии-изготовителе изделий.

Химический состав и механические свойства

Основным материалом для плит по ТУ 1-3-152-2005 служит сплав Д16, химический состав которого регламентирован ГОСТ 4784. Содержание легирующих элементов в сплаве Д16 составляет: медь — 3,8–4,9 %, магний — 1,2–1,8 %, марганец — 0,3–0,9 %. Для улучшения коррозионной стойкости применяются плакированные плиты с технологическим слоем из алюминия марки АД1 толщиной не более 2 % от толщины плиты на каждую сторону.

Механические свойства плит после закалки и естественного старения при испытании на растяжение образцов, вырезанных в долевом направлении, должны соответствовать следующим значениям:

• временное сопротивление — не менее 430 МПа для толщин до 40 мм;
• предел текучести — не менее 275 МПа;
• относительное удлинение — не менее 10 % для толщин до 40 мм;
• сопротивление срезу — не менее 245 МПа;
• твёрдость по Бринеллю — не менее 105 HB.

Технологические особенности обработки

Плиты из сплава Д16 по ТУ 1-3-152-2005 обладают удовлетворительной обрабатываемостью резанием в закалённом состоянии. Рекомендуемые режимы механической обработки: скорость резания при фрезеровании твёрдосплавным инструментом — 300–600 м/мин, подача — 0,05–0,15 мм/зуб. При сверлении глубоких отверстий диаметром менее 8 мм требуется применение СОЖ для предотвращения налипания стружки.

Свариваемость сплава Д16 ограниченна: аргонодуговая сварка приводит к снижению прочности в зоне термического влияния до 60–70 % от основного металла. Для неразъёмных соединений в конструкциях из плит Д16 применяют клёпку, болтовые соединения или клееболтовые соединения с использованием герметиков. Допускается контактная точечная сварка для вспомогательных элементов.

Коррозионная стойкость и защитные покрытия

Сплав Д16 без защитных покрытий склонен к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением, особенно при воздействии морской атмосферы. Для плит, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности, обязательным требованием является анодное оксидирование с последующим нанесением лакокрасочных покрытий. Плакированные плиты обеспечивают повышенную коррозионную стойкость за счёт электрохимической защиты основного металла технологическим слоем.

Для повышения усталостной долговечности деталей, изготавливаемых из плит Д16, применяется поверхностное пластическое деформирование — дробеструйная обработка или обкатка роликами. Это позволяет повысить предел выносливости на 20–30 % за счёт создания сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое.

Области применения

Плиты по ТУ 1-3-152-2005 из сплава Д16 востребованы в отраслях, где требуется оптимальное сочетание высокой удельной прочности и жёсткости при минимальной массе конструкции:

• авиастроение — силовые элементы фюзеляжа, лонжероны, нервюры, шпангоуты, узлы навески шасси;
• ракетно-космическая техника — переходные отсеки, рамы приборных отсеков, силовые шпангоуты;
• судостроение — корпусные конструкции быстроходных судов, надстройки, фундаменты под оборудование;
• транспортное машиностроение — рамы вагонов метрополитена, несущие элементы кузовов;
• специальное машиностроение — поворотные платформы, траверсы, оснастка для производства композитных изделий.

При проектировании деталей из плит Д16 следует учитывать анизотропию механических свойств: прочность в долевом направлении на 5–8 % выше, чем в поперечном. Для высоконагруженных элементов рекомендуется ориентировать направление главных напряжений вдоль направления прокатки.

Контроль качества и приёмочные испытания

Каждая партия плит по ТУ 1-3-152-2005 проходит обязательный контроль химического состава, механических свойств и качества поверхности. Ультразвуковой контроль сплошности проводится по всей площади плиты для выявления расслоений и трещин, недопустимых по нормативной документации. Допустимая площадь дефектов, выявляемых при УЗК, не должна превышать 3 % от площади плиты при единичном дефекте не более 1 %.

Плиты, предназначенные для авиационной техники, дополнительно подвергаются контролю на отсутствие межкристаллитной коррозии по ГОСТ 9.021 и проверке напряжений в закалённом состоянии. Каждая плита маркируется с указанием марки сплава, номера плавки, номера партии и клейма ОТК.

Вопросы и ответы