Дюралевый шестигранник ГОСТ 21488-97: сортамент, марки и применение
Дюралевый шестигранник по ГОСТ 21488-97 — это прессованный профиль с шестигранным поперечным сечением, изготовленный из алюминиевых сплавов системы Al–Cu–Mg (дюралюмины). Стандарт распространяется на горячепрессованные прутки и профили из алюминия и алюминиевых сплавов, включая шестигранные прутки, поставляемые в отрезках мерной, кратной или немерной длины. Ключевое отличие дюралевого шестигранника от шестигранника из сплавов АМг или АД31 — повышенная прочность после термического упрочнения (закалка + естественное или искусственное старение) при сохранении низкой плотности.
Марки сплавов и механические свойства
Для изготовления шестигранника по ГОСТ 21488-97 применяют термически упрочняемые сплавы. Наиболее распространённые марки:
- Д16 (Д16Т) — сплав Al–Cu–Mg с естественным старением; временное сопротивление — 440–460 МПа, предел текучести — не менее 290 МПа;
- Д16Ч — повышенной чистоты по железу и кремнию, улучшенная пластичность и коррозионная стойкость;
- АК6 — Al–Cu–Mg с добавками Mn; применяется для деталей сложной формы, подвергаемых штамповке;
- АК8 — повышенное содержание меди и магния, прочность после старения — до 480 МПа;
- 1915 — Al–Zn–Mg–Cu, более высокая прочность, но пониженная коррозионная стойкость под напряжением;
- В95 (В95Т1) — высокопрочный сплав системы Al–Zn–Mg–Cu, предел текучести — до 420 МПа.
Термическая обработка шестигранника из Д16 и АК6 — закалка с последующим естественным старением (режим Т). Для сплавов В95 и 1915 применяют искусственное старение (режим Т1). Механические свойства нормируются вдоль направления прессования; поперечные характеристики ниже на 10–20 %.
Сортамент и геометрические параметры
ГОСТ 21488-97 устанавливает размеры шестигранного профиля по диаметру вписанной окружности (размер «под ключ»). Стандартный ряд включает значения от 8 до 100 мм. Предельные отклонения по размеру «под ключ» зависят от точности изготовления: нормальная точность — плюс 0,4–1,0 мм в зависимости от номинала, повышенная — плюс 0,2–0,6 мм. Кривизна прутка на 1 м длины не должна превышать 3 мм для нормальной точности. Скручивание вокруг продольной оси — не более 3 на 1 м.
| Размер «под ключ», мм | Марка сплава | Состояние | в, МПа | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| 10 | Д16Т | Закалка + естественное старение | 440 | Крепёж, стойки приборов |
| 14 | АК6Т1 | Закалка + искусственное старение | 390 | Штампованные детали, рычаги |
| 19 | Д16ЧТ | Закалка + естественное старение | 450 | Авиационные кронштейны |
| 27 | В95Т1 | Закалка + искусственное старение | 560 | Силовые элементы, фитинги |
| 36 | АК8Т1 | Закалка + искусственное старение | 480 | Тяжёлые переходники, втулки |
| 46 | 1915Т | Закалка + искусственное старение | 520 | Несущие конструкции, узлы |
Технологические и эксплуатационные характеристики
Дюралевый шестигранник обрабатывается резанием: точение, фрезерование, сверление, нарезание резьбы. Обрабатываемость резанием сплавов Д16 и АК6 — удовлетворительная, для В95 — пониженная из-за высокой твёрдости после старения. Свариваемость ограничена: точечная и шовная сварка возможны для некоторых марок, но дуговая сварка плавлением не рекомендуется из-за склонности к образованию горячих трещин. Коррозионная стойкость без защитных покрытий — низкая; для эксплуатации в атмосферных условиях применяют анодирование (хромовокислотное или сернокислотное) либо лакокрасочные покрытия.
Рабочий диапазон температур: от –60 C до +150 C. При нагреве выше 150 C начинается перестаривание и снижение прочности. Плотность сплавов — 2,7–2,85 г/см, что обеспечивает выигрыш по массе в 2,5–2,9 раза по сравнению со стальным шестигранником равного размера.
Области применения
- Авиастроение — силовые элементы каркаса, кронштейны, фитинги, узлы шасси;
- Приборостроение — стойки, оси, переходники в оптико-механических системах;
- Машиностроение — рычаги, тяги, втулки в узлах металлорежущих станков;
- Нефтегазовая отрасль — немагнитные элементы бурового инструмента и КИП;
- Транспортное машиностроение — детали подвески, тормозных систем, кузовные элементы;
- Электротехника — токопроводящие шины и крепёж в распределительных устройствах.
Вопросы и ответы
Чем дюралевый шестигранник отличается от шестигранника из АМг?
Дюралюмины (Д16, АК6, В95) — термически упрочняемые сплавы системы Al–Cu–Mg, обеспечивающие предел текучести 290–420 МПа после старения. Сплавы АМг (АМг2, АМг5, АМг6) — термически неупрочняемые, упрочняются только нагартовкой, предел текучести — 150–220 МПа. Дюралевый шестигранник прочнее, но уступает АМг по коррозионной стойкости и свариваемости.
Какие размеры шестигранника по ГОСТ 21488-97 доступны?
Стандарт охватывает шестигранные прутки с размером «под ключ» от 8 до 100 мм. Наиболее востребованы размеры 10, 12, 14, 17, 19, 22, 24, 27, 32, 36, 41, 46, 50 мм. Длина прутков — от 1 до 6 м в зависимости от производителя и размера сечения.
Какой сплав выбрать для работы при отрицательных температурах?
Для эксплуатации до –60 C рекомендуются сплавы Д16Ч и АК6 в термообработанном состоянии. Сплав В95 склонен к хрупкому разрушению при низких температурах и не применяется ниже –40 C. Для криогенных условий (ниже –100 C) дюралюмины не используются — применяют сплавы АМг или титан.
Требуется ли защитное покрытие для дюралевого шестигранника?
Без покрытия дюралюмины подвержены межкристаллитной и язвенной коррозии во влажной атмосфере и при контакте с электролитами. Для наружной эксплуатации рекомендуется анодирование по ГОСТ 9.305-84 или нанесение лакокрасочных покрытий. Внутри помещений с контролируемой влажностью допускается применение без покрытия.
