Дюралевый пруток Д18: состав, механические свойства и применение
Дюралевый пруток Д18 — это деформируемый алюминиевый сплав системы Al–Cu–Mg, поставляемый в виде горячепрессованных или холоднодеформированных прутков круглого, квадратного и шестигранного сечения. Материал относится к группе дуралюминов с пониженным содержанием меди и повышенной пластичностью, что определяет его специализацию — изготовление крепежа и деталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок.
Химический состав сплава Д18 регламентируется ГОСТ 4784 и включает медь в диапазоне 2,2–3,0 %, магний 0,45–0,9 %, марганец до 0,45 %. Легирующая система обеспечивает упрочнение при естественном и искусственном старении после закалки. В отличие от высокопрочных дуралюминов типа Д16, пруток Д18 характеризуется меньшей склонностью к коррозионному растрескиванию под напряжением и более высокой технологичностью при холодной высадке.
Механические характеристики прутка Д18 зависят от состояния поставки. В закалённом и естественно состарённом состоянии (Т) предел прочности достигает 390–420 МПа, предел текучести — 250–280 МПа, относительное удлинение — не менее 12 %. Твёрдость по Бринеллю составляет 95–110 HB. Материал хорошо обрабатывается резанием, допускает точечную и шовную сварку, однако аргонодуговая сварка ограничена из-за склонности к образованию горячих трещин.
Сортамент и геометрические параметры
Прутки Д18 выпускаются диаметром от 5 до 300 мм. Точность геометрии регламентируется ГОСТ 21488: для диаметров до 30 мм допуск соответствует классу точности h12, для крупных сечений — h14. Длина прутков — от 1 до 6 метров, немерная или кратная. Поверхность не требует дополнительной механической обработки при использовании в качестве заготовок под холодную высадку.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 8–20 | Т (закалённое, естественно состаренное) | 390–420 | 12–14 | 95–105 |
| 22–50 | Т | 380–410 | 10–12 | 95–110 |
| 55–120 | Т | 370–400 | 10–12 | 90–105 |
Области применения прутка Д18
Основное назначение прутка Д18 — производство крепёжных изделий методом холодной высадки: заклёпок, болтов, винтов и заклёпочных соединений, работающих при температурах до 100 C. Сплав аттестован для авиастроения и применяется при изготовлении заклёпок для обшивки планера, силовых шпангоутов и лонжеронов. Высокая пластичность в закалённом состоянии позволяет высаживать стержни диаметром до 10 мм без предварительного подогрева.
В машиностроении пруток Д18 используется для производства:
- заклёпок с полукруглой, потайной и плоской головкой по ГОСТ 10299 и ГОСТ 10300;
- деталей топливной и гидравлической аппаратуры, не контактирующих с агрессивными средами;
- элементов несущих конструкций транспортных средств, где требуется сочетание малой массы и усталостной прочности;
- заготовок для последующего анодирования и нанесения лакокрасочных покрытий;
- деталей приборов и арматуры, работающих при знакопеременных нагрузках.
Пруток Д18 поставляется в состоянии Т или М (отожжённом). Для холодной высадки предпочтительно состояние Т — после закалки сплав сохраняет пластичность в течение 2–3 часов, что достаточно для формообразования крепежа. После высадки детали естественно стареют в течение 4–5 суток, достигая максимальной прочности. При необходимости ускорения процесса применяется искусственное старение при 160–170 C в течение 8–12 часов.
Особенности обработки и эксплуатации
При механической обработке прутка Д18 рекомендуется применять инструмент из быстрорежущей стали или твёрдых сплавов с передним углом 10–15. Скорость резания при точении — 200–400 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об. Стружка ломается хорошо, что обеспечивает стабильность процесса на станках с ЧПУ. Для сверления глубоких отверстий диаметром свыше 10 мм требуется эмульсионное охлаждение.
Коррозионная стойкость Д18 ниже, чем у сплавов системы Al–Mg, поэтому детали, эксплуатируемые в атмосферных условиях, требуют защитных покрытий: анодно-оксидного, хроматного или лакокрасочного. Без покрытия пруток Д18 допускается применять только в герметизированных узлах или при постоянной смазке. При контакте с медью и латунью необходима изоляция для исключения гальванической коррозии.
Вопросы и ответы
Чем отличается пруток Д18 от прутка Д16?
Сплав Д18 содержит меньше меди (2,2–3,0 % против 3,8–4,9 % у Д16) и не легирован титаном. Это обеспечивает более высокую пластичность и технологичность при холодной высадке, но снижает прочностные характеристики примерно на 15–20 %. Д18 предпочтителен для крепежа, Д16 — для силовых элементов конструкций.
В каких состояниях поставляется пруток Д18?
Стандартные состояния — отожжённое (М) и закалённое с естественным старением (Т). Для холодной высадки используется состояние Т, для последующей механической обработки с большими съёмами металла — М.
Какие заклёпки изготавливают из прутка Д18?
Из Д18 производят заклёпки с потайной головкой по ГОСТ 10300, с полукруглой головкой по ГОСТ 10299, а также трубчатые и полупустотелые заклёпки для авиационной и автомобильной промышленности.
Допустима ли сварка прутка Д18?
Точечная и шовная сварка допустимы. Аргонодуговая сварка ограничена из-за склонности к горячим трещинам; при необходимости соединения применяют заклёпочные или болтовые соединения.
