Дюралевый круг Д1Т: термически упрочняемый сплав для ответственных деталей
Дюралевый круг Д1Т — горячепрессованный или холоднотянутый сортовой прокат из алюминиевого сплава Д1 (система Al–Cu–Mg), поставленный в термически упрочнённом состоянии Т (закалка + естественное старение). Сплав Д1 — аналог марки 2017 по классификации AA, содержит медь 3,8–4,8 %, магний 0,4–0,8 %, марганец 0,4–0,8 %. Именно медь и магний формируют упрочняющую фазу CuAl и S-фазу (AlCuMg), обеспечивающие после старения предел прочности 390–430 МПа. Индекс «Т» в обозначении Д1Т означает, что круг прошёл полный цикл термической обработки и не требует дополнительного упрочнения у потребителя.
Сортамент и геометрические параметры
Круг Д1Т выпускается по ГОСТ 21488-97 (прессованный) и ГОСТ 13616-97 (тянутый). Диаметр варьируется от 8 до 180 мм для прессованных профилей и от 5 до 60 мм для тянутых. Кривизна прутка не превышает 2 мм на 1 м длины. Предельные отклонения по диаметру — от +0,4 до –1,0 мм в зависимости от класса точности. Мерная длина — 2–6 м, немерная — 1–8 м.
| Диаметр, мм | Способ изготовления | Предел прочности в, МПа | Предел текучести 0,2, МПа | Относительное удлинение , % |
|---|---|---|---|---|
| 10 | тянутый | 410 | 270 | 10 |
| 20 | прессованный | 390 | 250 | 12 |
| 40 | прессованный | 380 | 240 | 13 |
| 80 | прессованный | 370 | 230 | 14 |
| 120 | прессованный | 360 | 220 | 15 |
Физико-механические свойства
Плотность сплава Д1 — 2,78 г/см. Модуль упругости — 72 ГПа. Твёрдость по Бринеллю после старения — 105–120 HB. Коэффициент линейного расширения — 22,6 10 К в диапазоне 20–100 C. Теплопроводность — 130 Вт/(мК). Сплав сохраняет прочностные характеристики при нагреве до 120 C; длительная эксплуатация при 150 C приводит к перестариванию и снижению в на 15–20 %. Интервал рабочих температур — от –60 C до +120 C.
Технологические особенности
Круг Д1Т обрабатывается резанием с применением СОЖ на основе минеральных масел. Скорость резания твердосплавным инструментом — 200–400 м/мин. Свариваемость ограниченная: контактная сварка возможна, дуговая требует применения присадочного материала АК5 и последующей термообработки. Полируемость высокая, анодирование даёт защитное покрытие, однако сплавы с медью склонны к точечной коррозии без дополнительной защиты. Гибка возможна в отожжённом состоянии, для состояния Т требуется радиус не менее 3–4 диаметров.
Области применения
- Авиастроение: силовые элементы фюзеляжа, нервюры, шпангоуты, заклёпки повышенной прочности.
- Транспортное машиностроение: детали подвески, кронштейны, рычаги, элементы тормозных систем.
- Приборостроение: корпуса датчиков, несущие рамы координатно-измерительных машин.
- Нефтегазовая отрасль: переходники, фитинги, детали устьевого оборудования, не контактирующие с агрессивными средами.
- Станкостроение: шпиндели вспомогательного назначения, направляющие втулки, оправки.
- Электротехника: токопроводящие шины, экраны, элементы крепления кабельных трасс.
Нормативные документы
- ГОСТ 21488-97 — прутки прессованные из алюминиевых сплавов.
- ГОСТ 13616-97 — прутки тянутые из алюминиевых сплавов.
- ГОСТ 4784-97 — алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые, марки.
- ОСТ 1 92095-90 — сортамент для авиационной промышленности.
- AMS 4118 — международный стандарт на сплав 2017.
Вопросы и ответы
Чем Д1Т отличается от Д16Т?
Д1Т содержит больше меди (3,8–4,8 % против 3,8–4,9 % у Д16) и меньше магния. Д16Т имеет более высокий предел прочности — до 450 МПа, но меньшую пластичность. Д1Т лучше обрабатывается давлением и сваривается, Д16Т предпочтителен для силовых конструкций.
Требует ли круг Д1Т термообработки после механической обработки?
Нет. Состояние Т означает, что сплав уже прошёл закалку и естественное старение. Дополнительная термообработка не требуется и может ухудшить свойства. После сварки возможно локальное снижение прочности в зоне термического влияния.
Какой максимальный диаметр круга Д1Т доступен?
Прессованные прутки выпускаются диаметром до 180 мм. Тянутые — до 60 мм. Для диаметров свыше 120 мм возможны ограничения по механическим свойствам в центральной зоне сечения.
Применяется ли Д1Т в пищевой промышленности?
Нет. Медь в составе сплава катализирует окисление и может взаимодействовать с пищевыми средами. Для пищевого оборудования применяют сплавы АД0, АМц, АМг2.
