Поковки Д21 в Минске

Поковки Д21: деформируемый алюминиевый сплав системы Al–Cu–Mg

Поковки из сплава Д21 — это полуфабрикаты, получаемые горячей объемной штамповкой или свободной ковкой из деформируемого алюминиевого сплава системы Al–Cu–Mg. Материал относится к группе термически упрочняемых сплавов с умеренной прочностью и повышенной пластичностью, что определяет его применение в узлах, работающих при знакопеременных нагрузках. В отличие от более распространенного Д16, сплав Д21 характеризуется пониженным содержанием магния, что снижает склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением и улучшает технологичность при горячей деформации.

Химический состав Д21 регламентируется ГОСТ 4784 и включает медь (3,8–4,9 %), магний (0,4–0,8 %), марганец (0,4–1,0 %), железо и кремний в качестве примесей. Такое легирование обеспечивает упрочнение при естественном и искусственном старении. Поковки поставляются в состоянии без термической обработки (горячепрессованные), а также после закалки и естественного старения (Т), либо закалки и искусственного старения (Т1). Механические свойства зависят от сечения поковки: для заготовок толщиной до 100 мм предел прочности составляет не менее 390 МПа, предел текучести — 275 МПа, относительное удлинение — не менее 8 %.

Технологические особенности производства поковок Д21

Горячая деформация сплава Д21 выполняется в интервале температур 350–470 C. Нагрев заготовок перед штамповкой проводится в камерных или методических печах с контролем температуры, поскольку перегрев выше 480 C вызывает пережог и необратимую потерю пластичности. Ковка на молотах и прессах допускает степени деформации до 70–80 % за один нагрев. После штамповки поковки подвергают закалке в воду с температуры 495–505 C с выдержкой, зависящей от толщины сечения. Естественное старение при 20 C длится 4–6 суток, искусственное — при 190 C в течение 6–12 часов.

Механическая обработка поковок Д21 не вызывает затруднений: сплав хорошо режется твердосплавным инструментом, образует сливную стружку. Свариваемость ограничена — аргонодуговая сварка применяется только для неответственных соединений с последующей термической обработкой. Рекомендуемый способ соединения — клепка и болтовые соединения, что типично для алюминиевых сплавов системы Al–Cu–Mg.

Применение поковок из сплава Д21

Поковки Д21 востребованы в отраслях, где требуется сочетание умеренной прочности, высокой пластичности и коррозионной стойкости в атмосферных условиях. Основные области использования:

• авиастроение — кронштейны, фитинги, узлы навески шасси, не испытывающие экстремальных нагрузок;
• судостроение — детали палубных механизмов, рангоутные конструкции, арматура;
• машиностроение — фланцы, рычаги, вилки переключения передач, корпусные элементы;
• транспортное машиностроение — кронштейны подвески, элементы рамы грузового транспорта;
• энергетическое оборудование — переходники, опорные элементы распределительных устройств.

Поковки Д21 применяются для изготовления деталей, работающих при температурах от –70 до +150 C. При длительной эксплуатации выше 150 C происходит разупрочнение вследствие коагуляции упрочняющих фаз, поэтому для горячих узлов материал непригоден.

Сортамент и контроль качества

Поковки Д21 изготавливаются по ГОСТ 7505 (стальные поковки — для геометрических параметров) и ГОСТ 7367 (алюминиевые поковки). Масса поковок варьируется от 0,5 до 300 кг. Форма — круглая, квадратная, прямоугольная в сечении, а также сложные штампованные конфигурации с полостями и отверстиями. Допуски на размеры назначаются по 2–3 классу точности ГОСТ 7505.

Контроль качества поковок Д21 включает проверку химического состава спектральным методом, механических испытаний на растяжение, контроль макроструктуры на отсутствие расслоений и усадочных раковин. Для ответственных деталей авиационного назначения проводится ультразвуковой контроль на выявление внутренних дефектов. Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием фактических механических свойств и результатов контроля.

Вопросы и ответы