Шестигранник Д1: технические характеристики и применение
Шестигранник Д1 — горячекатаный калиброванный прокат с шестигранным поперечным сечением, изготавливаемый из алюминиевого деформируемого сплава системы Al–Cu–Mg. Материал относится к группе дуралюминов и поставляется в состоянии без термической обработки (без закалки и естественного старения), что определяет его механические характеристики и технологические режимы обработки.
Сплав Д1 характеризуется умеренной прочностью и высокой пластичностью в состоянии поставки. Предел прочности шестигранника Д1 составляет 180–220 МПа, относительное удлинение — не менее 20%. Твёрдость по Бринеллю — 45–55 HB. После закалки и естественного старения прочностные показатели возрастают до 380–420 МПа, однако в каталогах поставщиков шестигранник Д1 чаще указывается именно в отожжённом или горячепрессованном состоянии.
Геометрические параметры и допуски
Шестигранник Д1 выпускается с размером под ключ от 6 до 80 мм. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ 8617–81 (профили прессованные) и ГОСТ 21488–97 (прутки). Для шестигранного сечения нормируются:
- размер под ключ — расстояние между параллельными гранями;
- радиусы скругления углов — 0,5–2,0 мм в зависимости от типоразмера;
- кривизна профиля — не более 2 мм на 1 м длины;
- скручивание вокруг продольной оси — не более 1 на 1 м.
Длина прутков — от 1 до 6 м, немерная или кратная. По согласованию с заказчиком возможна поставка мерной длины с допуском 10 мм.
Химический состав и структура
Химический состав сплава Д1 нормируется ГОСТ 4784–2019. Основные легирующие элементы:
- медь — 3,8–4,8%;
- магний — 0,4–0,8%;
- марганец — 0,4–0,8%;
- кремний — до 0,7%;
- железо — до 0,7%.
Микроструктура в состоянии поставки — твёрдый раствор меди в алюминии с включениями интерметаллидных фаз AlCu и AlMn. При нагреве до 495–505 C с последующим охлаждением в воде сплав приобретает способность к дисперсионному твердению, что используется при изготовлении крепёжных изделий ответственного назначения.
Механические свойства шестигранника Д1
| Состояние | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| Без термообработки | 180–220 | 100–120 | 20–24 | 45–55 |
| Закалка + естественное старение | 380–420 | 220–250 | 10–12 | 95–110 |
| Закалка + искусственное старение | 420–460 | 280–320 | 8–10 | 110–125 |
Технологические особенности обработки
Шестигранник Д1 хорошо поддаётся механической обработке резанием — точение, фрезерование и сверление выполняются без применения специальных СОЖ. Стружка ломается удовлетворительно, чистота обработанной поверхности соответствует Ra 1,6–3,2 мкм. Материал допускает холодную высадку и штамповку в состоянии поставки, что важно при производстве болтов, гаек и заклёпок.
Сварка сплава Д1 аргонодуговой сваркой возможна с применением присадочной проволоки СвАК5, однако прочность сварного шва не превышает 60–70% от прочности основного металла. Для неответственных конструкций допускается контактная точечная сварка.
Применение шестигранника Д1
Шестигранник Д1 используется в отраслях, где требуется сочетание лёгкости, коррозионной стойкости и технологичности:
- авиастроение — заклёпки, крепёж, элементы обшивки и силового набора;
- судостроение — детали рангоута, такелажная оснастка, трапы;
- машиностроение — валы, оси, шпильки, гайки для узлов трения;
- строительство — несущие элементы ограждающих конструкций, лестничные марши;
- электротехника — токоведущие шины, контактные соединения, клеммные колодки.
Рабочий диапазон температур — от –70 до +150 C. При длительной эксплуатации выше 150 C наблюдается разупрочнение сплава вследствие коагуляции упрочняющих фаз, поэтому для горячих узлов шестигранник Д1 не применяется.
Коррозионная стойкость и защитные покрытия
Сплав Д1 склонен к межкристаллитной коррозии в морской атмосфере и в средах с pH ниже 4,5. Для защиты поверхностей применяются:
- анодное оксидирование с последующим хроматированием;
- лакокрасочные покрытия на эпоксидной основе;
- плакирование алюминием высокой чистоты (для листового проката).
Внутри помещений с нормальной влажностью шестигранник Д1 эксплуатируется без защитных покрытий, сохраняя стабильность геометрических размеров.
Вопросы и ответы
Чем шестигранник Д1 отличается от шестигранника Д16Т?
Д1 поставляется без термообработки с пределом прочности 180–220 МПа, тогда как Д16Т — в закалённом и естественно состаренном состоянии с прочностью 430–480 МПа. Д1 пластичнее и лучше деформируется в холодном состоянии, Д16Т прочнее, но менее технологичен при высадке.
Можно ли подвергать шестигранник Д1 сварке?
Аргонодуговая сварка возможна с присадкой СвАК5, но прочность шва составляет 60–70% от основного металла. Для ответственных узлов рекомендуется механическое соединение — болтовое или заклёпочное.
Какие допуски на размер под ключ у шестигранника Д1?
Для размеров 6–30 мм допуск составляет 0,4 мм, для 32–80 мм — 0,6 мм по ГОСТ 21488–97. Точность геометрии проверяется калибром-кольцом или микрометром по двум противоположным граням.
Какой режим термообработки рекомендуется для упрочнения Д1?
Нагрев до 495–505 C, выдержка 30–60 минут, закалка в воде температурой 20–40 C, затем естественное старение при комнатной температуре в течение 4–5 суток. Искусственное старение при 160–170 C в течение 10–12 часов даёт максимальную прочность.
