Поковки В95пч в Минске


Поковки из алюминиевого сплава В95пч: характеристики, термообработка и применение

Поковки В95пч — объёмные штамповки и кованые заготовки из высокопрочного алюминиевого сплава системы Al–Zn–Mg–Cu, выплавляемого с повышенной чистотой по примесям железа и кремния. Индекс «пч» обозначает повышенную чистоту: суммарное содержание Fe и Si ограничено на уровне, обеспечивающем рост трещиностойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением по сравнению с рядовым В95. Поковки получают горячей объёмной штамповкой при 380–450 C с последующей закалкой в воде и двухступенчатым искусственным старением.

Нормативная база и химический состав

Химический состав регламентируется ГОСТ 4784, механические свойства поковок — ГОСТ 1131 и ОСТ 1 90073. Легирующий комплекс: цинк 5,0–7,0 %, магний 1,8–2,8 %, медь 1,4–2,0 %, марганец 0,2–0,6 %, хром 0,1–0,25 %. Железо и кремний в сумме — не более 0,6 %, каждый по отдельности — не более 0,35 %. Именно ужесточённый допуск по железу снижает объём грубых интерметаллидных включений Al7Cu2Fe, которые служат концентраторами напряжений и инициаторами усталостных трещин.

Механические свойства после старения

Термообработка Т1 (закалка + естественное старение) и Т2 (закалка + искусственное старение) дают разные компромиссы между прочностью и пластичностью. Поковки В95пч сохраняют работоспособность в интервале –60…+120 C; при нагреве выше 150 C начинается интенсивная коагуляция упрочняющих фаз MgZn2 и потеря прочности.

Состояниев, МПа0,2, МПа, %KCU, кДж/м
Закалка + старение Т1 560 490 6 180
Закалка + старение Т2 600 540 4 130
Поковка по волокну 620 550 5 150
Поковка поперёк волокна 540 470 3 100

Технологические особенности штамповки

Узкий интервал горячей деформации 380–450 C требует изотермической штамповки или подогрева инструмента. Превышение температуры ведёт к пережогу и водородной пористости, понижение — к незаполнению гравюр и образованию зажимов. Волокно макроструктуры ориентируют вдоль действия главных растягивающих напряжений детали. После штамповки обязателен контроль макро- и микроструктуры на отсутствие строк и утяжин, а также ультразвуковая дефектоскопия по ОСТ 1 90073.

Области применения

  • Силовые элементы планера: лонжероны, нервюры, шпангоуты, узлы стыковки крыла.
  • Стойки шасси и подкосы — при условии защиты от коррозионного растрескивания.
  • Детали гидроцилиндров и пневмосистем с рабочей температурой до 120 C.
  • Крупногабаритные корпусные поковки пресс-форм и оснастки повышенной жёсткости.
  • Высоконагруженные кронштейны и качалки в станкостроении и робототехнике.

Эксплуатационные ограничения

Сплав склонен к коррозии под напряжением при постоянной нагрузке выше 250 МПа во влажной среде. Обязательны анодирование, хроматное или анодно-оксидное покрытие, а также исключение контакта с нержавеющей сталью и углеродистыми сплавами без изоляционных прокладок. Сварка плавлением не рекомендуется: сварной шов теряет до 40 % прочности основного металла.

Вопросы и ответы

Чем В95пч отличается от рядового В95?

Повышенной чистотой по железу и кремнию: суммарное содержание не более 0,6 %. Это увеличивает трещиностойкость и сопротивление коррозионному растрескиванию при сохранении уровня прочности.

Какая термообработка обеспечивает максимальную прочность?

Закалка с последующим искусственным старением Т2 даёт в 600 МПа, но снижает пластичность и ударную вязкость по сравнению с естественным старением Т1.

До какой температуры работоспособны поковки?

Длительная эксплуатация — до 120 C. При 150 C и выше упрочняющие фазы коагулируют, прочность падает необратимо.

Допускается ли сварка поковок В95пч?

Сварка плавлением не рекомендуется: в зоне термического влияния прочность снижается до 40 %, образуются горячие трещины. Соединение выполняют заклёпками или болтами.