Дюралевый квадрат Д16: характеристики, сортамент и применение
Дюралевый квадрат Д16 — это профиль квадратного сечения, изготовленный из алюминиевого деформируемого сплава Д16 системы Al–Cu–Mg (аналог 2024 по международной классификации). Сплав относится к термически упрочняемым, упрочняется закалкой и естественным старением. Квадрат выпускают методами горячей прессовки или холодной волочения с последующей правкой и резкой в мерные длины. В отличие от технического алюминия АД0 и АД31, сплав Д16 обеспечивает существенно более высокие прочностные показатели, что определяет его применение в нагруженных конструкциях.
Сортамент и геометрические параметры
Квадрат Д16 поставляется в соответствии с требованиями ГОСТ 13616-97 (профили прессованные) и ГОСТ 21488-97 (прутки прессованные). Стандартный диапазон размеров стороны квадрата — от 6 до 100 мм. Длина мерных прутков — 2–6 м, немерных — до 6 м. Кривизна прутка не превышает 2 мм на 1 м длины. Предельные отклонения по стороне профиля зависят от способа изготовления: для прессованных прутков — по классу точности, для холоднотянутых — по повышенной точности.
| Сторона квадрата, мм | Способ изготовления | Предел прочности в, МПа | Предел текучести 0,2, МПа | Относительное удлинение , % |
|---|---|---|---|---|
| 10 | холодная волочка | 440 | 290 | 10 |
| 20 | прессование | 430 | 280 | 12 |
| 40 | прессование | 420 | 270 | 12 |
| 60 | прессование | 410 | 260 | 10 |
| 80 | прессование | 400 | 250 | 8 |
Химический состав и механические свойства
Сплав Д16 содержит медь 3,8–4,9 %, магний 1,2–1,8 %, марганец 0,3–0,9 %, железо и кремний в сумме не более 1,0 %. Такое легирование обеспечивает после естественного старения временное сопротивление 400–460 МПа в зависимости от сечения и состояния поставки. Твёрдость по Бринеллю — 105–120 HB. Модуль упругости — около 72 ГПа. Плотность сплава — 2,78 г/см, что примерно в 2,8 раза ниже плотности стали 45, при сопоставимой удельной прочности.
Квадрат поставляется в состояниях:
- без термической обработки (горячепрессованный);
- закалённый и естественно состаренный (основное состояние);
- отожжённый для последующей механической обработки.
Технологические особенности
Сплав Д16 обладает пониженной коррозионной стойкостью без защитных покрытий, склонен к межкристаллитной коррозии под напряжением. Для повышения стойкости применяют плакирование, анодирование или лакокрасочные покрытия. Свариваемость ограничена: сварка плавлением приводит к образованию горячих трещин, поэтому соединения выполняют заклёпками или болтами. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, точность размеров после фрезерования достигает IT8–IT9. Полирование и анодирование придают поверхности декоративные и защитные свойства.
Области применения
Квадрат Д16 востребован в конструкциях, где требуется сочетание высокой прочности и малой массы:
- силовой набор авиационных и вертолётных агрегатов, нервюры, стрингеры;
- несущие элементы грузовых автомобилей, прицепов, автобусных каркасов;
- оснастка и приспособления механообрабатывающих производств, кондукторы, шаблоны;
- детали подъёмно-транспортного оборудования, кран-балок, траверс;
- элементы судовых надстроек и корпусной арматуры;
- заготовки для токарной и фрезерной обработки в приборостроении.
Вопросы и ответы
Чем дюралевый квадрат Д16 отличается от квадрата АД31?
Сплав Д16 содержит медь и магний и после старения имеет предел прочности 400–460 МПа, тогда как АД31 — термически неупрочняемый сплав с в около 200 МПа. Д16 применяют в нагруженных конструкциях, АД31 — в декоративных и слабонагруженных.
Можно ли сваривать квадрат Д16?
Сварка плавлением не рекомендуется из-за склонности к горячим трещинам и снижению прочности в зоне термического влияния. Соединения выполняют заклёпками, болтами или клеевыми соединениями.
Какие размеры квадрата Д16 доступны?
Стандартный сортамент по ГОСТ 13616-97 охватывает стороны от 6 до 100 мм. Длина прутков — 2–6 м. Возможна поставка немерной длины.
Требует ли квадрат Д16 защитного покрытия?
Да. Без покрытия сплав подвержен коррозии, особенно в условиях повышенной влажности и морской атмосферы. Применяют анодирование, плакирование или лакокрасочные покрытия.
