Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Пластичен, как алюминий, но в несколько раз тверже. Таков дюралюминий – сплав, созданный немецким металлургом Альфредом Вильмом. Он работал на заводе города Дюрен.

От его имени и образовано название сплава. Имя же Альфреда знают лишь в узком кругу ученых и промышленников. Расширим рамки, рассказав об открытии немецкого металлурга и том, что это открытие дало миру.

Химические и физические свойства дюралюминия

Дюралюминий получен Вильмом в 1903-ем. Мастер примешал к чистому металлу №13 немного меди, марганца и магния. На всю лигатуру пришлось всего 7% от состава дюралюминия.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Но, этого оказалось достаточно, чтобы упрочнить сплав. Правда, твердым он стал не сразу, а лишь после закалки. Металлурги именуют ее искусственным старением материала.

Процесс заключается в нагреве и постепенном охлаждении металла. Внутри него происходят перестановки атомов, которые в естественных условиях длятся десятилетиями. В итоге, получается сплав, как будто проживший свой век, закалившийся в «невзгодах жизни».

Дюралюминий – сплав, запущенный в серийное производство в 1909-ом. С момента открытия Альфреда Вильмома прошли всего 6 лет. Это указывает на важность разработки, ее необходимость.

Свойства дюралюминия и низкая стоимость сразу склонили на его сторону, к примеру, авиапромышленников. Уже в 1910-ом из нового материала начали производство дирижаблей. Дюраль сделал их легкими, ведь и алюминий легок. При этом, новый сплав выдерживал высокие температуры. Плавится материал лишь при 650-ти градусах Цельсия.

Плотность дюралюминия равна 2,5 граммам на кубический сантиметр. Именно этот показатель обуславливает легкость сплава. У некоторых его марок плотность доходит до 2,8, что тоже ниже среднего. У стали, к примеру, на каждый кубический сантиметр приходится по 8 граммов веса.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Ценно в  дюралюминии и сочетание статической прочности с усталостной. Под первой понимается способность противостоять разовой нагрузке. Усталостной прочностью именуют критическую нагрузку, при которой материал разрушается.

Так вот, разрушить дюраль непросто. Это, скорее, может сделать коррозия, чем силовое воздействие, давление. Поэтому, разрушение смеси алюминия с медью в присутствии кислорода блокируют, нанося на сплав защитное покрытие. Им может быть чистый алюминий. Покрытие им деталей из дюраля именуют плакированием.

Применение дюралюминия

Тугоплавкость дюрали сделала ее основным материалом не только самолетостроения, но изготовления скоростных поездов. В движении они могут сильно нагреваться. Сплав алюминия с медью пускают, как на обшивку, так и на внутренние узлы, а так же, крепежи. Так, из дюралюминия делают болты, прутки, заклепки.

Сварка дюралюминия проста, осуществляется с помощью аргона, возможна даже в домашних условиях. Такая элементарность обращения с материалом – еще одна причина его распространенности. Так, из дюрали делают трубопроводы. Речь о проводниках газа и прочих энергоресурсов ЖКХ.

Пластичность героя статьи позволяет раскатывать его в тонкие листы. В итоге, плавление дюралюминия «рождает» фольгу толщиной не более 0,2 миллиметра. Ей обертывают строительные товары.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Фольгу из дюраля, так же, используют в качестве тепловых экранов. Ими утепляют бани и сауны. В пищевой промышленности в листовой дюралюминий оборачивают конфеты.

Говоря иначе, сплав идет на фантики. Садоводы обертывают фольгой деревья, защищая их от грызунов и морозов. Туристы сооружают из раскатанного дюраля подобие посуды.

Круги из сплава алюминия с медью закупают для буровой отрасли. В ней важна не только компоновка, но и вес колонн прохождения. Легкость дюралюминия в сочетании с прочностью и стойкостью к высоким температурам делают выбор промышленников однозначным. Буры из сплава алюминия отлично гасят вибрации, немагнитны и обладают пониженным значением продольного сдвига.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Пригождается дюралюминий и в производственных цехах. Здесь листами из сплава выстилают полы и прочие поверхности. Покрытие делают рифленым, чтобы придать антискользящие свойства.

А вот свойства проводника тока у дюраля, так сказать, в базовой комплектации. Поэтому, провода из сплава алюминия с медью не менее распространены, чем просто медные. Точнее, алюминиевые провода более популярны, ведь и весят меньше, и стоят.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Доступность материала сделало дюралевые листы – одним из материалов для облицовки домов. Как правило, это дачные строения. Их покрытие дюралем требует дополнительного фасада, защиты от коррозии.

Зато, сплав устойчив к химическим реагентам, поэтому, часто применяется еще и в вентиляционных системах, становится материалом для изготовления вытяжек.

Производство дюралюминия

Производство сплава проходит в несколько этапов. Сначала, формируют шихту из гранул чистого алюминия и легирующих металлов. Сплавление осуществляется поэтапно. В итоге, получается первичный дюралюминий.

Теперь, необходима закалка. Она начинается с нагрева материала до 500-от градусов Цельсия. Отжиг при такой температуре дает достаточные мягкость и гибкость сплава. Далее, его нужно охладить. На это уходят несколько дней. Выдерживается 20-градусная температура. Ждут, пока дюраль не достигнет ее же. Старение сплава завершено.

Дабы ускорить закалку промышленники часто проводят ее за несколько часов в условиях небольшого нагрева материала. Качество дюралюминия, при этом, падает. Зато, падают и затраты на производство, ускоряется выпуск.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Между тем, главное, выдержать баланс меж прочностью и пластичностью дюраля. Если сделать его чуть тверже нужного, потеряется не только способность принимать нужную форму, но и стойкость к коррозии.

Поэтому, прежде чем купить дюралюминий, промышленники, как правило, посещают его производство, убеждаясь в следовании нормативам. Берутся образцы для экспертизы. Лишь потом происходит сделка. Узнаем расценки.

Цена дюралюминия

Пластичность дюралюминия позволяет делать из него заготовки любых форм. Так, кило шестигранников по ГОСТу 21488-97 стоит в районе 100-160-ти рублей. Круглые прутки стоят ль 90-та до 230 000 рублей.

Ценник зависит от марки дюрали и сечения деталей. То же касается листов. За образцы толщиной в половину миллиметра, к примеру, просят около 300 000 рублей за тонну.

Уголки из дюралюминия, используемые в строительстве в качестве направляющих, оцениваются в 300 рублей за килограмм. 1 000 граммов в плите оценивается примерно в 100 рулей. Толщина плит, как правило, составляет 1,5 сантиметра.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Трубы из дюрали стоят в районе 130 рублей за килограмм веса. От прутков детали отличаются наличием внутренних полостей. Они есть и в кругах из сплава алюминия с медью. Диаметр полостей в кругах меньше, чем в трубах. Стоят детали, используемые в буровых установках, 140-200 рублей за 1 000 граммов.

Осталось узнать расценки на фольгу. За ее техническую версию просят всего около 200-от рублей за тонну. Если же приобретается пищевая фольга, ценник доходит до 350-ти рублей за кило. Продают материал, как правило, в рулонах весом не более 200-от граммов. Это несколько метров фольги.

Источник: https://tvoi-uvelirr.ru/dyuralyuminij-splav-svojstva-proizvodstvo-primenenie-i-cena-dyuralyuminiya/

Дюралюминий — состав, свойства, применение различных марок сплава

В промышленности применяют множество конструкционных материалов и один из них дюралюминий. По сути — это собирательное название сплавов, изготовленных на базе алюминия и состава легирующих компонентов. Сплав получил своё название от слова Dural. Именно таково было название одного из первых сплавов, который подвергался термической обработке.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Дюралюминий: особенности

Само наименование сплава пошло от торговой марки Dural, под которой был начат его выпуск. В русский язык оно пришло в начале двадцатого века и обозначает целую группу сплавов с алюминием в основе. Могут встречаться различные формы, например «дуралюминий» и «дюраль».

Немного истории

Дюралюминий разработан немецким ученым Вильмом в 1903-ем. Металлург попросту смешал алюминий, медь, кремний. С этого момента до начала серийного производства прошло всего 6 лет.

В 1911 году дюралюминий стали применять строительства воздушных судов, в частности, дирижаблей и тяжелых бомбардировщиках. Малый вес конструкций при сопоставимой с прочностью стали позволил уменьшить массу летательных аппаратов в 2 — 3 раза.

Это привело к резкому развитию авиационной промышленности.

Основные свойства этих сплавов

В базовый состав сплава входят следующие вещества:

  • медь — до 0,5%;
  • марганец до 0,5%;
  • магний до 1,2%;
  • кремний и многие другие.

Изменяя пропорции используемых веществ можно изменять и свойства дюралюминия.

Прочность дюралюминия достигает — до 500 МПа под действием временных нагрузок и 250 — 300 при стандартных нагружениях, (прочность чистого алюминия — 70-80 МПа). Этот параметр сделал дюрали материалом, используемым во многих областях промышленности в том числе и высокотехнологичных. Сплав алюминия с некоторыми элементами, в определенных пропорциях, изменяет полученного сплава.

Благодаря компонентам, применяемым в производстве дюралюминия он приобретает ниже приведенные свойства:

  • прочность, которая сопоставима с определёнными марками стали;
  • высокая стойкость к температурному воздействия. материал начинает плавиться при температуре 650 ºC.
  • повышенная электропроводность. это происходит из-за наличия меди.
  • дюраль хорошо переносит прокат как по горячей, так и по холодной технологии.

Высокие технологические свойства дюралюминия, привели к высокому спросу на него. В мире производят порядка 60 000 тысяч тонн, из которого почти половину (свыше 30 000 тысяч тонн) изготавливают на территории КНР. Россия занимает второе место об объёмам производства, металлургические заводы получают 3 580 тыс. тонн.

Особенности производства

Производства дюраля, как и большинства сплавов, сопряжено с рядом сложностей. Получение дюраля происходит последовательно.

На первом этапе получают технический алюминий и только потом в него начинают вносить добавки, формирующие его свойства. На втором этапе, получений первичный дюраль проходит через термический отжиг, производимый при 500 ºC.

Такой режим обработки обеспечивает гибкость и мягкость металла. Для повышения прочности дюраль проходит через операцию старения.

Отечественная и иностранная промышленность освоила выпуск следующих видов проката:

  • листы и полосы разного типоразмера ГОСТ 21631-76;
  • прутки круглые и многогранные по ГОСТ 21488-97;
  • трубы разного диаметра и разной толщиной стенок ГОСТ 18475-82 и ГОСТ 18482-79;
  • профили различной формы сечения.
Читайте также:  Агрегатные станки металлообрабатывающие: характеристики, узлы

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

Различие естественного и искусственного состаренных сплавов

Температура эксплуатации сплавов Д16, Д16ч, 1163 в естественно состаренном состоянии ограничена 80°С из-за снижения коррозионной стойкости в случае нагревов при более высоких температурах.

Эти сплавы в искусственно состаренном состоянии имеют улучшенную коррозионную стойкость, которая не снижается при нагревах, более высокие прочностные свойства, особенно предел текучести, однако более низкие значения относительного удлинения, вязкости разрушения, выносливости по сравнению с естественно состаренным состоянием.

Существенное улучшение вязкости разрушения в искусственно состаренном состоянии достигается в результате снижения содержания железа, кремния, а также легирующих элементов. Поэтому для деталей в искусственно состаренном состоянии используются улучшенные модификации сплава Д16 — Д16ч и 1163.

Эти сплавы в искусственно состаренном состоянии могут применяться в температурно-временных областях, в которых не рекомендуется применять сплавы в естественно состаренном состоянии: при эксплуатационных нагревах при температурах выше 80°С или технологических нагревах выше 125°С, а также при повышенной опасности коррозии под напряжением.

При изготовлении деталей из сплавов Д16ч и 1163 в искусственно состаренном состоянии необходимо выбирать конструктивные формы с минимальной концентрацией напряжений, отрабатывать плавность переходов при изменении сечения деталей, уменьшать эксцентриситеты.

Кроме того, ограничиваются допустимые деформации при формообразовании и правке в зависимости от состояния термообработки, величины зазора перед сборкой, не рекомендуется ударная клепка.

Сплавы системы Аl-Сu-Mg превосходят по жаропрочности сплавы систем Аl-Mg, Аl-Mg-Si, Аl-Zn-Mg-Cu.

Их преимущество перед высокопрочными алюминиевыми сплавами проявляется при температурах выше 100°С и особенно при длительных выдержках.

Сплавы Д1, Д16 склонны к образованию кристаллизационных трещин и поэтому относятся к категории несваривающихся плавлением сплавов. Cвариваемым сплавом является сплав ВАД-1.

Использование дюралюминия

Это семейство сплавов, по сути, базовый материал, применяемый в строительстве авиационной и космической техники. Это его использования началось в начале ХХ века при сооружении первых дирижаблей.

В наши дни на практике используется больше десяти марок этого сплава. При сооружении авиационной техники чаще используют материал под названием Д16т. В его состав состоит из девяти веществ — никель, титан, в качестве легирующих составляющих применяют медь, кремний и пр. Но при всем. Доля алюминия остаётся неизменной — 93%.

При выборе материала для деталей и узлов технолог должен помнить, что далеко не все дюрали хорошо свариваются или паяются. В таком случае для сборки деталей из него применяют заклепки.

Такие операции широко распространения при сборке фюзеляжей и плоскостей при строительстве самолетов, водного транспорта всех типов.

Так, небольшая лодка, применяемая для своих целей, может прослужить ее хозяину на 20 лет больше.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплава

С другой стороны, некоторые марки дюралюминия хорошо свариваются при использовании аппаратов аргонной сварки.

Кстати, еще в ХХ веке велись опытные работы по использованию дюралей в автомобильной отрасли. Из него изготавливают кузова автобусов, некоторых марок легковых и спортивных автомобилей. Само собой дюрали применяют и в силовых узлах.

  • Некоторые марки этого сплава применяют для производства труб, которые устанавливают на судах, авиационной технике, автомобилях.
  • Свойства дюраля позволили его использовать и в пищевой промышленности, например, из дюралевой фольги производят фантики для конфет и шоколада.
  • Нельзя забывать и том, что многие домохозяйки применяют кухонную утварь, выполненную из этого материала.

Низкий вес дюраля позволяет его применение при выполнении буровых работ. Все дело в том, дюралюминий в 3 — 4 раза легче стали. Кроме этого трубы из дюралюминия проще переносят вибрацию, которая неизменно возникает при выполнении буровых работ.

Отдельного разговора требует применения дюраля в строительной отрасли. Его применяют для производства облицовочных материалов, различных ограждающих конструкций и пр.

Химический состав по ГОСТ 4784–77 и ОСТ 190048–77

Сплавы данной группы содержат от 2 до 5 % Cu, 0,15–2,7 % Mg, 0–1,0 % Mn, до 0,7 % Fe, до 0,7 % Si и небольшие количества цинка и титана в виде примесей. В сплавы с повышенным содержанием магния (Д19, ВАД-1, Д19П) вводят небольшие количества бериллия для понижения окисления в процессе плавки, литья и термической обработки.

Химический состав (%) конструкционных сплавов типа дуралюмин (дюралюминий)

Сплав Основные компоненты Примеси (не более)
Си Mg Мп Fe Si Ni Zn Ti Прочие
Каждая Сумма
Конструкционные сплавы
*  В сплавах Д19, Д19ч, Д19П, ВАД-1 содержится 0,0002—0,005%   Be.
Д1 3,8–4,8 0,4–0,8 0,4–0,8 0,7 0,7 0,1 0,3 0,1 0,05 0,1
Д1ч 3,8–4,8 0,4–0,8 0,4–0,8 0,4 0,5 0,1 0,3 0,1 0,05 0,1
Д16 3,8–4,9 1,2–1,8 0,3–0,9 0,5 0,5 0,1 0,3 0.1 0,05 0,1
Д16ч 3,8–4,9 1,2–1,8 0,3–0,9 0,3 0,2 0,05 0,1 0,1 0,05 0,1
1163 3,8–4,5 1,2–1,6 0,4–0,8 0,15 0,1 0,05 0,1 0,01–0,07 0,05 0,1
Д19* 3,8–4,3 1,7–2,3 0,5–1,0 0,5 0,5 0,1 0,1 0,05 0,1
Д19ч* 3,8–4,3 1,7–2,3 0,4–0,9 0,3 0,3 0,1 0,1 0,05 0,1
ВАД-1* 3,8–4,5 2,3–2,7 0,35–0,8 0,3 0,2 0,1 0,05 0,1
ВД17 2,6–3,2 2,0–2,4 0,45–0,7 0,3 0,3 0,1 0,1 0,05 0,1
Заклепочные сплавы
Д19П* 3,2–3,7 2,1–2,6 0,5–0,8 0,3 0,3 0,1 0,1 0,05 0,1
Д18 2,2–3,0 0,2–0,5 0,2 0,5 0,5 0,1 0,1 0,05 0,1
В65 3,9–4,5 0,15–0,3 0,3–0,5 0,2 0,25 0,1 0,1 0,1 0,05 0,1

Это интересно: Фехраль — виды, свойства, марки, общие сведения

Возврат при старении

В естественно состаренных сплавах типа дуралюмин при быстром и кратковременном (2 мин) нагреве до 250—300°С происходит снижение прочности до значений, свойственных свежезакаленному состоянию. Это явление называется возвратом при старении. Искусственное старение уменьшает явление возврата.

Нормативная база

В нашей стране существует несколько ГОСТ, которые нормируют требования к алюминию и его сплавов. Один из них — это ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки (с Изменениями N 1, 2, 3, с Поправками). Он распространяется на алюминий и сплавы из него, которые предназначены для получения полуфабрикатов различного типа и форм.

В частности, ГОСТ определяет соотношение алюминия и остальных компонентов. В этом же документе указаны требования.

  1. Кстати, в этом же документе можно найти и наименование иностранных аналогов, например,
  2. Д16 можно заменить на AlCu4Mg1, а Д16ч на сплав 2124.
  3. В документах, которые предоставляет производитель, в обязательном порядке должны быть указаны не только марка готовой продукции но и ее химический состав.

Зависимость свойств дюралюминия от степени рекристаллизации

Механические свойства горячедеформированных полуфабрикатов из сплавов типа дуралюмин сильно зависят от степени рекристаллизации в процессе нагрева при деформации и термической обработке. Разница в прочности закаленного и состаренного рекристаллизованного и нерекристаллизованного материалов достигает 200 МПа.

Полуфабрикаты с нерекристаллизованной структурой по сравнению с рекристализованной при повышенных прочностных свойствах в долевом направлении имеют преимущество по вязкости разрушения, выносливости при одинаковом по абсолютной величине уровне напряжения, сопротивлению коррозии под напряжением, но обладают более низким относительным удлинением в долевом направлении; выигрыш по прочностным свойствам уменьшается на образце с отверстием.

Листовой материал, изготовленный методом горячей и последующей холодной прокатки, а также проволока и трубы, изготовленные холодной прокаткой и волочением, в закаленном состоянии имеют полностью рекристаллизованную структуру.

Профили и прутки, полученные горячим прессованием, после термической обработки могут иметь структуру от полностью нерекристаллизованной до полностью рекристаллизованной. Возможно получение преимущественно нерекристаллизованной структуры и в плитах.

Сохранению нерекристаллизованной структуры способствует повышение температуры и уменьшение степени горячей деформации изделий, понижение температуры и времени выдержки при нагреве под закалку, увеличение содержания элементов (Мn, Cr, Zr и др.), повышающих температуру рекристаллизации.

Дюраль: состав сплава

С течением времени состав сплава дюрали совершенствовался, появилось множество новых видов, их различия как в составе примесей, так и способе последующей обработки.

  • Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплаваAl+Cu+Mg. Этот тип называется дюралюмином. В зависимости от концентрации меди и марганца в сплавах меняются и его общие свойства и характеристики. Данный вид не имеет дополнительной защиты от коррозии, потому для его эксплуатации необходимо дополнительное покрытие для защиты от влаги.
  • Al+Mg+Si. Такой тип называется «авиаль». Добавление к алюминию частей магния и кремния повысило коррозионную стойкость сплава. Для получения своих свойств сплав проходит термообработку при температуре около пятисот градусов по Цельсию и охлаждается в воде с температурой двадцать градусов с естественным старением около суток. Такая обработка позволяет эксплуатировать сплав в условиях повышенной влажности и под напряжением.
  • Al+Mg, Al+Mn. Этот сплав имеет название «магналии». При его производстве не используется термическая обработка. Основными его плюсами является повышенная устойчивость к коррозии и хорошая пригодность к сварочным и паяльным работам.

Состав дюралюминия в процентах можно рассмотреть на примере состава сплава дюралюминий д16:

  • Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплаваAl (Алюминий): 91 — 94.7%.
  • Cu (Медь): 3.7−4.9%.
  • Fe (Железо): 0.5%.
  • Si (Кремний): 0.5%.
  • Zn (Цинк): 0.25%.
  • Mg (Магний): 1.1 — 1.8%.
  • Cr (Хром): 0.1%.
  • Mn (Марганец): 0.4% – 0.9%.
  • Ti (Титан): 0.15%.

Могут добавляться маркировки, зависящие от форм выпуска сплава:

  • «Т» — закалка в естественных условиях.
  • «Т1» — после процесса искусственного старения.
  • «А» — после покрытия специальными лаками и анодирования.

Например, д16т.

Немного экономики

Изделия из дюралюминиевого сплава не составит труда приобрести. Его производство развёрнуто почти на всех предприятия цветной металлургии. Цена на продукцию образовываются в зависимости от состава, сортамента, размеров отгрузки и, конечно, удалённостью производителя до места реализации.

  • Немного слов в заключении
  • Про дюралюминий, можно смело сказать, что его появление обеспечило технологические прорывы в самолетостроении, космической промышленности и без своевременного появления мы бы летали на самолетах из дерева.
  • :
Читайте также:  Термопластичные полимеры (пластмасса, силикон): свойства, применение

Источник: https://intehstroy-spb.ru/spravochnik/konstrukcionnye-alyuminievye-splavy-dyuralyuminy.html

Дюраль: технология производства и применения

Дюраль — это прочный и легкий сплав алюминия, разработанный в 1910 году немецким металлургом Альфредом Вильмом. Он относительно мягкий, пластичный и легко обрабатывается при нормальной температуре. Сплав можно прокатывать, ковать и прессовать в различные формы и изделия.

Предел прочности дюралюминия выше, чем у алюминия, хотя его устойчивость к коррозии низкая. Электрическая и теплопроводность дюрали меньше, чем у чистого алюминия, и больше, чем у стали. Первоначально он использовался в жестких рамах дирижабля, и его методы и состав термической обработки были в то время военным секретом.

С внедрением новых методов строительства монококов в начале 1930-х годов дюраль широко использовался в авиационной промышленности.

Общие сведения

Дюраль — это сплав, торговое название, данное самому раннему варианту упрочняемого алюминия. Он, состоит из 90% алюминия, 4% меди, 1% магния и от 0,5% до 1% марганца. Поскольку он очень твердый его используются в местах, где требуются особенные защитные свойства, например, в броне транспортного средства, в оборонной промышленности.

Дюраль — имеет предел текучести 450 МПа, и есть некоторые другие вариации, которые зависят от состава, типа и характера сплава. Он становится прочным, после термической обработке и может быть отпущен, заклепан, приварен или подвержен другому типу обработки.

Он устойчивым против коррозии, может нести тяжелые нагрузки, при этом является пластичным.

Это ковкий металл, который легко поддается формовке, очень хороший проводник тепла и электричества.

Когда медь добавляется в сплав, ее прочность увеличивается, но в то же время она также становится более подверженной коррозии.

Для листовых изделий из дюралюминия металлургическое соединение высокочистого металлического слоя повышает коррозионную стойкость. Эти листы обычно используются в авиационной промышленности.

Основные виды дюралевых сплавов и их свойства

Классификация дюралевых сплавов, список типичных областей применения деформируемых сплавов Al-Cu 2000 серия по ГОСТ и ISO:

  1. АК8/2014: Поковки, плиты и экструзии для тяжелых условий эксплуатации для авиационной арматуры, колес и основных конструктивных элементов, резервуара и конструкции космического усилителя, рамы грузового автомобиля и компонентов подвески. Применения, требующие высокой прочности и твердости, включая обслуживание при повышенных температурах.
  2. Д16/2024: Авиационные конструкции, заклепки, скобяные изделия, колеса для грузовых автомобилей, изделия для винтовых машин и другие различные конструктивные применения. Первый когда-либо обнаруженный закаленный сплав.
  3. 1201/2219: Сварные космические ускорители окислителя и топливные баки, сверхзвуковая обшивка самолета и элементы конструкции. Сварка дюрали выполняется легко, сплав полезен для применения в температурном диапазоне от -270 до 300 C (от -450 до 600 F). Обладает высокой вязкостью разрушения, а закалка Т8 обладает высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением.
  4. АК4 1/2618: штамповка и ручная ковка. Поршни и вращающиеся детали авиационных двигателей для работы при повышенных температурах. Пресс-формы для шин. Высокая статическая прочность сплава, что определяет его стойкость при разовых нагрузках, в связи, с чем его используют при выпуске ответственных узлов. Проведенные испытания доказали, что разрушить подобные изделия довольно сложно.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплаваДюраль АК8/2014

Температура плавления и плотность

Дюраль относится к алюминиевым сплавам группы AlCuMg материал с номерами от 2000 до 2999 по ISO и в основном используется для холодной закалки. Он не очень устойчив к коррозии, только частично анодируется и сваривается. Плотность дюралюминия находится в пределах 2500.0—2800.0 кг/м3, а температура при которой он плавится 655.0 C.

Как правило, характеристики дюралюминия — мягкий, пластичный и пригодный для обработки, когда он находится в нормальном состоянии. Его можно легко свернуть, сложить или подделать. Он также может быть вылит в различных формах и кузницах. Сегодня сплавы AlCuMg — реализуются с общим названием дюралюмины по ГОСТу: Д1, В65, Д16, В17, Д18, Д19, 1201, ВАД1, АК4 1 и другие.

Технология производства и применение дюраля

Дюраль можно легко выковать, отлить и обработать в связи с его низкой температурой плавления. Он отжигается при температуре от 350 до 380 C, с последующим охлаждением воздухом.

После этого сплав становится пластичным и может быть легко обработан и сформирован в желаемых формах. Затем сплав подвергают термической обработке при температуре от 490 до 510 C для улучшения его свойств растяжения.

После этого дюраль гасится и затвердевает.

Дюраль имеет следующие области применения:

  1. Для изготовления проволоки, прутка и стержней, в местах, где требуется хорошая прочность и обрабатываемость.
  2. В тяжелых поковках, колесах, плитах, авиационной арматуре, резервуаре космического усилителя и в компонентах подвески, то есть в местах, где требуется высокая прочность, в рабочих зонах при повышенных температурах.
  3. Для изготовления конструкций самолетов, колес грузовых автомобилей, изделий винтовых станков, заклепок и других конструкционных изделий.
  4. В качестве листов для панелей кузова.
  5. В поковках, в поршнях авиационного двигателя, рабочих колесах реактивных двигателей и кольцах компрессора.
  6. Для изготовления штамповок и листовой продукции.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплаваДюраль используется для производства самолетов

Метод, который используется для превращения дюралюминия в слитки:

  1. Сплав подвергается высокому давлению, прежде чем превратится в слитки.
  2. Процесс включает в себя прокатку, прессование и другие обязательные этапы.
  3. Затем он преобразуется в пластины, листы, трубы и провода и гасится в воде в течение примерно четырех дней, этот процесс называется естественным старением.
  4. Иногда он подвергается искусственному старению при температуре около 190 Свтечение нескольких часов.

Отличие дюраля от алюминия

Металлы очень похожи между собой, перед тем как отличить их, нужно ознакомиться с их свойствам. Алюминий — серебристый металл, легкий, относительно мягкий, плавится при температуре – 660.4 C. Он хорошо растворим в сильных щелочах, устойчив к кислоте, поскольку на его поверхности образуется защитная пленка.

Алюминий характеризуется высокой теплопроводностью и электрической проводимостью. Этот металл очень пластичный, что позволяет свернуть его в очень тонкую фольгу. Он также имеет низкую прочность: чистый алюминий легко режется ножом.

Этот металл очень устойчив к коррозии — на поверхности Al образуется самая тонкая пленка, которая защищает его от повреждений.

В сплавах дюралюминия основным легирующим элементом является Cu, иногда также добавляется Mg. Характеристики этой серии: хорошее соотношение твердости и веса и низкая коррозионная стойкость.

Что касается первой характеристики, она демонстрирует механические свойства, которые на порядок и выше, чем у низкоуглеродистых сталей.

Чаще всего этот сплав используется в местах, где необходимо высокое отношение твердости к массе при температуре выше 150 oC.

Термообработка этих сплавов улучшает их прочность, но они не так устойчивы к коррозии, как другие алюминиевые сплавы, поэтому их обычно окрашивают для использования, что помогает визуально определить сплав.

Марганец, добавленный в алюминий, повышает его прочность и дает металл с превосходной обрабатываемостью и коррозионной стойкостью.

Цена дюрали за 1кг

Свойства дюрали позволяет выпускать из этого сплава заготовки любых конфигураций. Так, шестигранники по ГОСТ 21488/97 стоят в районе 100-160 руб. за килограмм. Круглая арматура до 230 руб. за кг. Дюраль цена за кг в основном зависит от марки сплава и сечения изделий. Листовая дюраль толщиной 0.5 мм стоит 300 руб. за кг. Дюралевые трубы имеют цену 130 руб. за кг в Москве.

Ожидается, что рынок алюминия столкнется с дефицитом к 2022 году. Российский алюминиевый гигант Объединённая компания «РУСАЛ» имеющий порядка 5.6% мирового производства снижает экспорт из-за санкционной политики запада.

Сегодня американские покупатели алюминия вынуждены защищать российскую компанию, справедливо опасаясь резкого роста цен на данную продукцию.

Таким образом сколько стоит дюраль, будет в будущем, будет зависеть исключительно от действий западных стран.

Дюралюминий: состав, свойства, применение различных марок сплаваКруглая арматура дюрали стоит до 230 руб. за кг

В целях борьбы с санкциями против Rusal Plc профильное министерство запустило в 2018 году нескольких проектов, способствующих росту внутреннего потреблению алюминия. В результате в России оно выросло сразу на 7.

6% в 2018 году по сравнению с прошлым периодом, а меди увеличилось на 1.8% за тот же период. В 2018 году из России было импортировано свыше 200 000 тонн алюминиевой продукции на сумму порядка 730 млн. долларов США.

Источник: https://1nerudnyi.ru/dyural-01/

73. Дюралюминий, маркировка, обработка:

Дюралюми́ний —
торговая марка одного из первых
упрочняемыхтермообработкой и последующим старениемалюминиевых
сплавов. Основнымилегирующимиэлементами являются:медь(4,5 % массы),магний(1,6 %) имарганец(0,7 %). Типовое значениепредела
текучестисоставляет450
МПа[источник?],
однако зависит от состава итермообработки.

Фирменное
название дюра́ль (Dural®) в русском языке
стало по преимуществу разговорным и
профессионально-жаргонным. Иногда
встречаются также старая (основная до
1940-х) форма дуралюми́ний и англизированные
варианты дуралюми́н, дюралюми́н. Название
происходит от немецкого города Дюрен,нем.Düren,
где в 1909 году было начато его промышленное
производство[1].

Дюралюминий —
основной конструкционный материал в
авиации и космонавтике, а также в других
областях машиностроения с высокими
требованиями к весовой отдаче.

В
настоящее время сплавы алюминий —
медь — магний с добавками марганца —
известны под общим названием дюралюмины.
В их число входят российские сплавы
следующих марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17,
ВАД1.

Дюралюмины упрочняются термообработкой;
подвергаются, как правило, закалке и
естественному старению.

Характеризуются
сочетанием высокой статической прочности
(до 450—500 МПа) при комнатной и повышенной
(до 150—175 °C) температурах, высоких
усталостной прочности и вязкости
разрушения[3].

Недостаток
дюралюминов — низкая коррозионная
стойкость, изделия требуют тщательной
защиты от коррозии. Листы дюралюминов,
как правило, плакируютчистым алюминием.

74. Силиумы, состав, применение:

Силуми́н —
сплав
алюминия
с кремнием.
Химический состав — 4-22 % Si,
основа — Al,
незначительное количество примесей
Fe,
Cu,
Mn,
Ca,
Ti,
Zn,
и некоторых других.

Читайте также:  Вулканизация резины: процесс, метод, температуна, технология

Некоторые силумины
модифицируются добавками натрия или
лития. Добавка всего 0,05 % лития или
0,1 % натрия позволяет увеличить
содержание кремния в эвтектическом
сплаве до 14 %.

Сплав Al-Si (силумины)
обладают наилучшими литейными свойствами.

  • Химические
    свойства
  • В
    отличие от дюралюминия, силумины
    устойчивы к коррозии
    во влажной атмосфере и морской воде, в
    слабокислой и щелочной среде.
  • Применение

Применяются
для литья
деталей в авто-, мото- и авиастроении
(напр. картеров,
блоков цилиндров, поршней),
и для производства бытовой техники
(теплообменников,
мясорубок).

75. Легкоплавкие сплавы:

Легкоплавкие
сплавы — это, как правило, эвтектическиеметаллическиесплавы,
имеющие низкуютемпературу
плавления, не превышающуютемпературуплавленияолова.

Для получения легкоплавких сплавов
используютсясвинец,висмут,олово,кадмий,таллий,ртуть,индий,галлийи иногдацинк.

За нижний предел температуры плавления
всех известных легкоплавких сплавов
принимается температура плавленияамальгамыталлия (−61 °C), за верхний предел взята
температура плавления чистого олова.

Сплавы
щелочных металлов также способны к
образованию легкоплавких эвтектик и
могут быть отнесены к группе легкоплавких
сплавов. Так сплавы системы натрий-калий-цезийимеют рекордно низкую температуру
плавления:Советский сплавплавится
при −78 °C. Однако, применение этих
сплавов затруднено из-за их высокой
химической активности.

Во
всех областях применения легкоплавких
сплавов главным востребованным свойством
является заданная низкая температура
плавления.

Это свойство, в частности,
используется для пайки микросхем,
которые могут выйти из строя из-за
перегрева при пайке обычными припоями.

Кроме того, эти сплавы должны иметь
определённую плотность,
прочность
на разрыв,
химическая инертность, вакуумоплотность,
теплопроводность.
В настоящий момент основными областями
применения легкоплавких сплавов
являются:

  • Производство и применение жидкометаллических теплоносителей в энергетике и машиностроении.
  • Литейное дело (производство выплавляемых моделей).
  • Системы раннего оповещения возгораний (датчики температуры, клапаны пожаротушения и др).
  • Термометрия (рабочее тело для термометров различных типов).
  • Вакуумная техника (уплотнения, паяные швы и др.).
  • Микроэлектроника (припои, покрытия, датчики температуры, предохранители и др.)
  • Медицина (фиксация костей, протезирование и др.)
  • Использование в качестве расплавляемой металлической смазки.

28

Источник: https://studfile.net/preview/4293307/page:20/

Дюралюминий — это… Что такое Дюралюминий?

Дюралюми́ний — торговая марка одного из первых упрочняемых старением алюминиевых сплавов. Основными легирующими элементами являются медь (4,5 % массы), магний (1,6 %) и марганец (0,7 %). Типовое значение предела текучести составляет 450 МПа, однако зависит от состава и термообработки.

Названия

Фирменное название дюра́ль (Dural®) в русском языке стало по преимуществу разговорным и профессионально-жаргонным.

Иногда встречаются также старая (основная до 1940-х) форма дуралюми́ний и англизированные варианты дуралюми́н, дюралюми́н, дюралеалюми́ний.

Название происходит от немецкого города Дюрен, нем. Düren, где в 1909 году было начато его промышленное производство[1].

Дюралюминий разработан германским инженером-металлургом Альфредом Вильмом (Alfred Wilm), сотрудником металлургического завода Dürener Metallwerke AG.

В 1903 году Вильм установил, что сплав алюминия с добавкой 4 % меди после резкого охлаждения (температура закалки 500 °C), находясь при комнатной температуре в течение 4—5 суток, постепенно становится более твердым и прочным, не теряя при этом пластичности.

Дальнейшие эксперименты со сплавами этой системы привели к освоению в 1909 году заводом Dürener Metallwerke сплава дюралюминия. Обнаруженное Вильмом старение алюминиевых сплавов позволило повысить прочность дюралюминия до 350—370 МПа по сравнению с 70—80 МПа у чистого алюминия[2].

Распространённые в Европе (Швейцария и Великобритания) алюминиевые сплавы марок Avional и Hiduminium являются близкими по составу к дюралюминию сплавами других производителей.

Дуралюминами называют сплавы Al-Cu-Mg, в которые дополнительно вводят марганец. Типичным дуралюмином является сплав Д1, однако вследствие сравнительно низких механических свойств производство его заметно сокращается; сплав Д1 для листов и профилей заменяется сплавом Д16.

Свойства и применение

Дюралюминий — основной конструкционный материал в авиации и космонавтике, а также в других сферах с высокими требованиями к весовой отдаче.

Первое применение дюралюминия — изготовление каркаса дирижаблей жёсткой конструкции, с 1911 года — более широкое применение. Состав сплава и термообработка в годы Первой мировой войны были засекречены. Благодаря высокой удельной прочности дюралюминий начиная с 1920-х годов становится важнейшим конструкционным материалом в самолётостроении.

Плотность сплава 2500—2800 кг/м³, температура плавления около 650 °C. Сплав широко применяется в авиастроении, при производстве скоростных поездов (например поездов Синкансэн) и во многих других отраслях машиностроения (так как отличается существенно большей твёрдостью, чем чистый алюминий).

После отжига (нагрева до температуры около 500 °C и охлаждения) становится мягким и гибким (как алюминий). После старения (естественного — при 20 °C — несколько суток, искусственного — при повышенной температуре — несколько часов) становится твёрдым и жёстким.

В настоящее время сплавы алюминий — медь — магний с добавками марганца — известны под общим названием дюралюмины. В их число входят сплавы следующих марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1.

Дюралюмины упрочняются термообработкой; подвергаются, как правило, закалке и естественному старению.

Характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450—500 МПа) при комнатной и повышенной (до 150—175 °C) температурах, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения[3].

Недостаток дюралюминов — низкая коррозионная стойкость, изделия требуют тщательной защиты от коррозии. Листы дюралюминов, как правило, плакируют чистым алюминием.

Интересные факты

  • В конце 1930-х годов правление фирмы Dürener Metallwerke AG и исследовательские лаборатории располагались в Берлине, район Борзигвальде. Здесь в начале 1940-х годов разрабатывались деформируемые высокопрочные сплавы системы Al-Zn-Mg, нашедшие применение в самолетостроении Германии в период до 1945 года, в частности сплав Hydronalium Hy43 (1940) состава Al — 4,5Zn — 3,5Mg — 0,3Mn — 0,4Cu разработки Института DVL, на который к 1944 г. Министерством авиации RLM выпущена спецификация Flw3.425.5.[4]

Ссылки

  1. Краткий словарь авиационных терминов. Под редакцией проф. В. А. Комарова. М.: Изд-во МАИ, 1992, с. 54
  2. A. Wilm, Physikalisch-metallurgische Untersuchungen über magnesiumhaltige Aluminiumlegierungen. Metallurgie, 1911, Bd. 8, N 7, 225-27
  3. Алюминиевые сплавы.- В кн.

    : Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г. П. Свищев. — М.: Науч. изд-во «Большая рос. энцикл.» : Центр. аэрогидродинам. институт им. Н. Е. Жуковского, 1994. — 736 c.: ил. ISBN 5-85270-086-X

  4. Mühlenbruck A., Seeman H.J. Untersuchungen an Al-Zn-Mg-Knetlegierungen. Luftfahrtforsch., 1942, Bd. 19, N 9, s.

    337—343

См. также

  • Кольчугалюминий — советский аналог дюралюминия, разработанный в 1922 году.

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/13117

Сплав Д16т

Д16т – один из самых востребованных дюралюминиевых сплавов в судостроительной, авиационной и космической промышленности.  Главное его преимущество заключается в том, что получаемый из него металлопрокат обладает:

  • стабильной структурой;
  • высокими прочностными характеристиками;
  • в 3 раза более легким весом, чем стальные изделия;
  • повышенным сопротивлением микроскопической деформации в процессе эксплуатации;
  • хорошей механической обрабатываемостью на токарных и фрезеровочных станках, уступая лишь некоторым другим алюминиевым сплавам.

В связи с этим, изделия не требует дополнительной термообработки и позволяет избежать такой распространенной проблемы, как уменьшение размеров заготовок после естественной или искусственной закалки, которая характерна для изделий, выполненных из сплава Д16.

Сплав д16т: расшифровка марки

Химический состав дюралюминия Д16Т строго регламентируется ГОСТом 4784-97 и расшифровывается следующим образом:

  • Д – дюралюминий;
  • 16 – номер сплава в серии;
  • Т – закаленный и естественно состаренный.

Дюралюминий Д16Т относится к алюминиевым сплавам системы Al-Сu-Mg, легируемым марганцем. Большую его часть составляет алюминий – до 94,7%, остальное приходится на медь, магний и другие примеси. Марганец увеличивает коррозийную стойкость сплава и улучшения его механические свойства, хотя и не образует с алюминием общих упрочняющих фаз, а лишь дисперсные частицы состава Al12Mn2Cu.

Негативно на характеристики д16т влияют включения железа, которое не растворяется в алюминии. Феррум кристаллизуется в дюралюминиевом сплаве в виде грубых пластин, существенно снижая его прочностные и пластичные параметры.

Кроме того, примеси железа связывают медь, в результате чего уменьшается прочность сплава, достигающих максимальных значений после естественного старения.

В связи с этим, его содержание в дюралюминии очень жестко ограничивается ГОСТом и не должно превышать массовой доли – 0,5-0,7%.

На западе существует аналог сплава Д16Т, плотность которого также равна 2,78 г/ кв. см., но маркируемого по-другому – 2024 т3511.

Термообработка сплава д16т

  1. В первую очередь проводится температурная закалка при 495-505 градусах. При более высоких температурах происходит пережог алюминия, приводящий к резкому снижению качественных характеристик сплава.
  2. Во-вторых, дюралюминий закаливается в холодной воде, причем большое влияние имеет температура охлаждающей воды. Самый оптимальный диапазон, при котором сплав достигает максимального сопротивления к межкристаллитной коррозии и питингу – 250-350 градусов.
  3. И в последнюю очередь дюралюминиевый сплав Д16Т подвергается естественному старению, которое проводится при комнатной температуре в течение 4-5 дней.

В результате после закалки и старения материал приобретает твердость, равную 125-130 НВ, которая является максимальной среди всех известных дюралюминов.

Сферы применения проката Д16Т

Ввиду высокой прочности, твердости и легкости, сплав Д16Т используется для изготовления различного металлопроката. Он востребован в различных промышленных областях:

  • в конструкциях самолетов и судов и космических аппаратов;
  • для изготовления деталей для машин и станков;
  • для производства обшивки и лонжеронов автомобилей, самолетов, вертолетов;
  • для изготовления дорожных знаков и уличных табличек.

Незаменимы трубы Д16Т при производстве нефтяного сортамента. Эксплуатационные колонны, собранные них способны обеспечить бесперебойную эксплуатацию скважины в течение 8 лет.

В отличие от стального трубного проката, дюралюминиевые трубы пластичны, легки в транспортировке, прочны и имеют гладкую поверхность.

Единственный минус труб Д16Т – склонность к коррозии при длительных нагревах, в агрессивной кислой или газовой среде.

Однако, данная проблема успешно решается с помощью неорганических ингибиторов, которые создают на поверхности труб толстую оксидную пленку и снижают их чувствительность к межкристаллитному разрушению.

У нас вы можете купить:

  • Алюминиевые листы Д16АТ
  • Алюминиевые плиты Д16Т
  • Алюминиевые прутки Д16Т

Источник: https://cu-prum.ru/alyuminij1/splav-d16t.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector