Дюралевый квадрат Д19ЧАМ: характеристики, сортамент и применение
Дюралевый квадрат Д19ЧАМ — прессованный полуфабрикат из алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg–Mn, легированного медью, магнием и марганцем. Маркировка Д19ЧАМ расшифровывается как сплав Д19 в состоянии поставки Ч (прессованный) с повышенной чистотой по примесям железа и кремния (буква А) и улучшенной пластичностью (буква М). Сплав относится к термически упрочняемым: упрочнение достигается закалкой с последующим естественным или искусственным старением. Квадрат выпускается по ГОСТ 21488-97 и ГОСТ 13616-97 в диапазоне сторон от 10 до 200 мм.
Химический состав и механические свойства
Основа сплава — алюминий; основные легирующие элементы: медь 4,2–5,2 %, магний 1,4–1,8 %, марганец 0,5–1,0 %. Ограничение примесей железа и кремния в модификации «ЧА» повышает трещиностойкость и усталостную долговечность по сравнению с базовым Д19. После закалки и естественного старения предел прочности достигает 440–490 МПа, предел текучести — 290–340 МПа, относительное удлинение — 8–12 %. Сплав сохраняет работоспособность в интервале от –196 C до +150 C; при нагреве выше 150 C наблюдается разупрочнение вследствие коагуляции упрочняющих фаз.
| Сторона квадрата, мм | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | 440–470 | 290–310 | 10–12 | 110–120 |
| 25–40 | 450–480 | 300–320 | 9–11 | 115–125 |
| 50–80 | 460–490 | 310–340 | 8–10 | 120–130 |
| 90–120 | 450–480 | 300–330 | 8–9 | 115–125 |
| 150–200 | 430–460 | 280–310 | 7–8 | 110–120 |
Сортамент и точность изготовления
Квадрат Д19ЧАМ поставляется в прессованном состоянии без термической обработки на складе или после закалки и старения по требованию заказчика. Точность прокатки нормируется по группам: повышенная, нормальная и пониженная. Кривизна прутков на 1 м длины не превышает 2 мм для повышенной точности. Скручивание вокруг продольной оси для квадратов со стороной до 40 мм — не более 2 на 1 м. Мерная длина — от 1 до 6 м; немерная — от 0,5 до 7 м. Торцы обрезаются под прямым углом без заусенцев.
- ГОСТ 21488-97 — прессованные прутки из алюминиевых сплавов, общие технические условия
- ГОСТ 13616-97 — профили прессованные из алюминиевых сплавов, сортамент
- ГОСТ 4784-97 — алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые, марки
- ОСТ 1 92095-90 — прутки квадратные из алюминиевых сплавов для авиастроения
Технологические особенности
Сплав Д19ЧАМ обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в закалённом и состаренном состоянии — группа обрабатываемости соответствует 3–4 классу. Свариваемость ограниченная: точечная и шовная сварка выполняется, но сварные соединения склонны к образованию горячих трещин, поэтому в ответственных конструкциях применяют клёпаные и болтовые соединения. Полирование и анодирование проходят с пониженным блеском из-за повышенного содержания меди. Коррозионная стойкость без защитных покрытий невысокая: сплав склонен к межкристаллитной коррозии при эксплуатации во влажной среде, поэтому поверхности защищают анодированием, грунтованием или лакокрасочными покрытиями.
Области применения
Квадрат Д19ЧАМ применяется в конструкциях, где требуется сочетание высокой статической прочности и умеренной массы:
- Силовой набор планера: лонжероны, нервюры, стрингеры, шпангоуты в авиастроении
- Элементы шасси и гидроцилиндров подъёмно-транспортного оборудования
- Несущие рамы и кронштейны металлообрабатывающих станков с ЧПУ
- Детали грузоподъёмных механизмов: траверсы, захваты, упоры крановых тележек
- Арматура трубопроводных систем высокого давления в нефтегазовой отрасли
- Оснастка и приспособления сборочных производств, работающие при знакопеременных нагрузках
Вопросы и ответы
Чем Д19ЧАМ отличается от Д16Т?
Д19ЧАМ содержит больше меди (4,2–5,2 % против 3,8–4,9 % у Д16Т) и ограниченное количество железа и кремния, что повышает предел текучести и трещиностойкость. Д16Т, в свою очередь, обладает несколько лучшей коррозионной стойкостью и технологичностью при клёпке.
При какой температуре эксплуатируется квадрат Д19ЧАМ?
Рабочий диапазон — от –196 C до +150 C. При нагреве выше 150 C происходит разупрочнение из-за коагуляции упрочняющих фаз; длительная эксплуатация при 200 C и выше не рекомендуется.
Можно ли сваривать квадрат Д19ЧАМ?
Свариваемость ограниченная. Аргонодуговая и точечная сварка возможны, но соединения склонны к горячим трещинам. Для ответственных узлов применяют клёпаные или болтовые соединения.
Какой термообработкой достигается максимальная прочность?
Закалка при 495–505 C с охлаждением в воде и последующее естественное старение в течение 96–120 ч либо искусственное старение при 185–195 C в течение 6–10 ч. Естественное старение даёт более высокую пластичность.
Требуется ли защитное покрытие?
Да. Без покрытия сплав склонен к межкристаллитной коррозии во влажной атмосфере. Рекомендуется анодирование, грунтование или лакокрасочное покрытие, особенно для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе.
