Алюминий пруток Д16
Д16т – один из самых востребованных дюралюминиевых сплавов в судостроительной, авиационной и космической промышленности. Главные его преимущества заключаются 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.
Химический состав дюралюминия Д16Т строго регламентируется ГОСТ 4784-97, маркировка 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.
Сферы применения проката Д16Т
Ввиду высокой прочности, твердости и легкости, сплав Д16Т используется для изготовления различного металлопроката. Он востребован в различных областях промышленности:
- 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.
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.
Характеристика материала Д16
Марка: |
Д16 (другое обозначение 1160) |
Классификация: |
Алюминиевый деформируемый сплав |
Применение: |
для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов автомобилей, труб и т.д.; для детелей, работающих при температурах до -230 град. |
Химический состав в % материала Д16
Fe |
Si |
Mn |
Cr |
Ti |
Al |
Cu |
Mg |
Zn |
Примесей |
- |
до 0.5 |
до 0.5 |
0.3 - 0.9 |
до 0.1 |
до 0.15 |
90.9 - 94.7 |
3.8 - 4.9 |
1.2 - 1.8 |
до 0.25 |
прочие, каждая 0.05; всего 0.15 |
Ti+Zr < 0.2 |
Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно
Механические свойства при Т=20oС материала Д16.
Сортамент |
Размер |
sв |
sT |
d5 |
Термообр. |
- |
мм |
МПа |
МПа |
% |
- |
Трубы, ГОСТ 18482-79 |
|
390-420 |
255-275 |
10-12 |
|
Пруток, ГОСТ 21488-97 |
|
245 |
120 |
12 |
|
Пруток, ГОСТ 21488-97 |
Ø 8 - 300 |
390-410 |
275-295 |
8-10 |
Закалка и старение |
Пруток, высокой прочности, ГОСТ 51834-2001 |
|
450-470 |
325-345 |
8-10 |
Закалка и старение |
Пруток, повышенной пластичности, ГОСТ 51834-2001 |
|
410 |
265 |
12 |
Закалка и старение |
Лента отожжен, ГОСТ 13726-97 |
|
235 |
|
10 |
|
Профили, ГОСТ 8617-81 |
10 - 150 |
412 |
284 |
10 |
Закалка и искусственное старение |
Профили отожжен, ГОСТ 8617-81 |
|
245 |
|
12 |
|
Плита, ГОСТ 17232-99 |
|
345-420 |
245-275 |
3-7 |
Закалка и старение |
Твердость Д16 после закалки и старения, |
HB 10 -1 = 105 МПа |
Твердость Д16, Сплав отожженный |
HB 10 -1 = 42 МПа |
Физические свойства материала Д16.
T |
E 10- 5 |
a 10 6 |
l |
r |
C |
Град |
МПа |
1/Град |
Вт/(м·град) |
кг/м3 |
Дж/(кг·град) |
20 |
0.72 |
|
|
2770 |
|
100 |
|
22.9 |
130 |
|
0.922 |
Зарубежные аналоги материала Д16
Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.
США |
Германия |
Япония |
Франция |
Англия |
Евросоюз |
Италия |
Польша |
Чехия |
Австрия |
Швейцария |
Inter |
|||||||||||||||||||
- |
DIN,WNr |
JIS |
AFNOR |
BS |
EN |
UNI |
PN |
CSN |
ONORM |
SNV |
ISO |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначения:
Механические свойства: |
|
sв |
- Предел кратковременной прочности, [МПа] |
sT |
- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
d5 |
- Относительное удлинение при разрыве, [ % ] |
HB |
- Твердость по Бринеллю, [МПа] |
Физические свойства: |
|
T |
- Температура, при которой получены данные свойства, [Град] |
E |
- Модуль упругости первого рода, [МПа] |
a |
- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T), [1/Град] |
l |
- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)] |
r |
- Плотность материала, [кг/м3] |
C |
- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)] |