Алюминий д16т характеристики

Сплав Д16т

Д16т характеристики и расшифровка марки, сплав алюминия Д16т плотность, ГОСТ и другая информация.

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

Дюралюминий Д16Т подвергается дополнительной обработке для улучшения его эксплуатационных качеств:

  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.

Читать еще:  Можно ли спаять алюминий с медью

Алюминиевый сплав Д16Т. Свойства и химический состав

В справочной литературе приведена информация о том, что на основе алюминия изготавливается около 240 сплавов. Каждый из них имеет свои особенности, область применения, составляющие, характеристики. К списку таких материалов принадлежит алюминиевый сплав Д16Т, в состав которого входит магний и медь. Он универсален, что позволяет применять его во многих сферах деятельности.

Второе наименование сплава – дюралюминий. Прочный и легкий металл используется в качестве конструкционного материала при изготовлении элементов и деталей космических кораблей, ракет, самолетов и прочих летательных аппаратов.

В чистом виде изделие используется крайне редко, что обусловлено более низкими характеристиками по сравнению с АМг6, меньшей устойчивостью к действию коррозии и сложностью создания сварного соединения. Повышение данных показателей обеспечивается при термической обработке сплава Д16Т. Например, при сечении до 120 мм предусматривается закалка или старение после отливки или прокатки детали. Маркировка полуфабрикатов обозначает, что изделие упрочнено и состарено естественным способом.

Материал характеризуется высокой прочностью, возможностью термоупрочнения, обладает слабой свариваемостью. Единственный способ сварки, который используется для данного сплава – точечный. Большее распространение получили соединения с помощью болтов, заклепок и пр. Изготавливаются из сплава заклепки с устойчивым к коррозии покрытием. Механическая обработка деталей происходит предельно просто.

Маркировка и состав

Расшифровка Д16Т позволяет получить основные данные о свойствах металла:

  • Д – дюралюминий;
  • 16 – порядковый номер;
  • Т – подверженный термической обработке (закалка и искусственное старение).

Состав нормируется Госстандартом 4784-97. В него входят:

Среди других компонентов выделяют никель, титан, кремний, бериллий. Каждый компонент имеет свои качества и особенности, которые сказываются на свойствах сплава Д16Т.

Кремний предназначен для улучшения качества сварного шва и состояния околошовной зоны. Обычно при воздействии температуры во время сварочных работ происходит образование мелких трещин в зоне сварки, что негативно влияет на характеристики материала.

Никель снижает коэффициент линейного расширения, что важно при эксплуатации в зоне повышенных температур. При этом он уменьшает пластические и прочностные характеристики металла.

Улучшение механических параметров обусловлено присутствием в химическом составе сплава Д16Т никеля и железа. Связывание молекул алюминия с данными элементами обеспечивает прочность, при этом медь не принимает участия в химической реакции и находится в свободном состоянии в составе металла.

Количество феррума в материале строго ограничено нормами. Это обусловлено риском возникновения железных пластин, которые отрицательно сказываются на технических характеристиках сплава.

Форма выпуска

В чистом виде Д16 практически не применяется, при этом осуществляется плакирование деталей, что сокращает риск их корродирования. Из Д16 могут быть изготовлены детали:

  • в чистом виде;
  • Т – с термообработкой (закалка и естественное старение);
  • Т1 – с термообработкой (искусственное старение);
  • М – подверженные отжигу;
  • с плакированием (Д15ТА).

В качестве основных элементов выступают листы, уголки, плиты, прутья. Прутки с диаметром менее 100 мм имеют обязательную маркировку Т, в некоторых случаях – М. Листы изготавливают с нанесением на поверхность слоя чистого алюминия, что снижает степень коррозионной активности. Также изготавливают листы с маркировкой М и Т.

Читать еще:  Температура плавления дюралюминия в домашних условиях

Алюминиевый сплав Д16Т подвержен коррозии в большей степени, чем другие аналогичные, поэтому он подвергается плакировке 2-4% слоем технического алюминия. Второй вариант покрытия – лак. Выбор типа зависит от условий эксплуатации, т.к. при повышенной температуре наиболее устойчивым к внешним факторам будет анодированный или плакированный лист. В качестве основного метода сварки используется точечный, максимальное распространение получили заклепочные и прочие соединения.

Особенности сплава

Предельная эффективность от использования материала обеспечивается при эксплуатации в условиях повышенных температур. При этом нормальной средой будет диапазон 120-250 градусов. Кратковременный нагрев допускается до температуры 500 градусов, при дальнейшем росте материал теряет прочность, что приводит к отказу.

При температуре ниже 80 градусов обеспечивается устойчивость к образованию трещин, при переходе через данную границу появляется риск развития очагов коррозии между кристаллами сплава Д16Т. Чтобы исключить пагубный фактор, необходимо произвести термическую обработку. В результате повысятся не только антикоррозионные качества, но и прочность, пластичность.

По твердости и прочности при работе в нормальных условиях металл уступает сплаву ВД95Т1 даже после проведения термообработки. В температурном диапазоне 120-250 градусов происходит изменение характеристик в противоположную сторону. ВД95 может корродировать, если на него воздействует ток.

Технические характеристики

К основным характеристикам сплава Д16Т относятся:

Алюминиевый сплав Д16Т: характеристики и расшифровка марки

Справочники по продукции предприятий металлургической отрасли говорят о том, что на базе алюминия производят порядка 250 сплавов. У каждого свой состав, назначение и технические характеристики. Между тем среди этого разнообразия можно встретить сплав Д16Т, который благодаря характеристикам применяют практически во всех отраслях промышленности.

Химический состав и некоторые свойства

Алюминий Д16Т относят к сплавам металлической системы Al/Cu/Mg. В состав входят:

  • алюминий до 94 %;
  • медь до 4,9%;
  • магний до 1,8%;
  • марганец до 0,9% и множество других элементов.

Химсостав дюралюминия Д16Т регламентирован в ГОСТ 4784-97. Название расшифровывают следующим образом:

  • Д – дюралюминий,
  • 16 порядковый номер сплава,
  • Т — закаленный и состаренный.

В состав Д16Т могут входить элементы: бериллий, титан, кремний, никель и прочее.

Кремний препятствует свариваемости сплава. Дело в том, что при воздействии высоких температур, возникающих в зоне сварки, в месте сварочного шва образуются трещины, снижающие качество сварки.

Никель снижает пластичность и прочность термически обработанных сталей. Вместе с тем при высоких температурах снижает коэффициент линейного расширения.

Одновременное присутствие в сплаве никеля и железа приводит к повышению механических характеристик. Следует отметить, что совместное содержание этих двух металлов оказывающих положительное влияние на Д16Т напрямую связано с образованием соединения FeNiAl9, как видно из формулы в нем нет и следов пребывания меди.

Специалисты по цветным металлам знают, что наличие одного железа в химическом составе алюминиевого сплава заметно ухудшает его характеристики. Оно способствует образованию пластин феррума. Это явление существенно понижает прочностные характеристики сплава Д16Т. Именно поэтому ГОСТ жестко нормирует содержание железа в Д16Т.

Технические параметры алюминия Д16Т привели к тому, что его производят более чем десяти странах мира. Ниже приведены аналоги сплава, который производят в в индустриально развитых странах мира, в США сплав называется 2024. В Германии 3,155, в странах Европейского союза сплав носит название ENAW-2024.

Номенклатура выпускаемой продукции чрезвычайно широка, это можно объяснить высокой популярностью металла, возникшей вследствии его широкого применения. Предприятия цветной металлургии, расположенные в нашей стране, выпускают следующую номенклатуру продукцию:

  • трубный прокат разного диаметра — ГОСТ 18482-79;
  • прутки разного калибра и исполнения — ГОСТ 21488-97, ГОСТ 51834-2001;
  • лента в различном состоянии — ГОСТ 13726-97;
  • профили разного сечения и размеров — ГОСТ 8617-81
  • плиты — ГОСТ 17232-99
Читать еще:  Как отличить силумин от алюминия

Термическая обработка сплава Д16Т

Для повышения рабочих свойств Д16Т подвергают термической обработке, которая проходит в несколько этапов.

На первом этапе выполняют закаливание при температуре 495 – 505 ºC. Более высокие температуры использовать нежелательно, так как возникает такое явление, как пережог. Он приводит к резкому падению некоторых параметров Д16Т.

На втором этапе дюраль закаливают в воде, при этом важную роль играет ее температура. Оптимальная температура закаливания составляет 250-350 ºC. Именно по достижению этих температур сплав получает предельную стойкость к межкристаллической коррозии.

На третьем этапе сплав подвергают старению. Для этого он выдерживается несколько дней (обычно 4 – 5 дней) при температуре 18 – 20 ºC.

По окончании проведения вышеперечисленных операций сплав марки Д16Т получает твердость 125 – 130 по НВ. Это самый высокий показатель среди всего семейства дюралей.

Обрабатываемость

Д16Т относят к деформируемым алюминиевым сплавам, из которых производят полуфабрикаты – листы, плиты и пр. Кроме того, из него получают поковки и штамповки, которые получают на прокатных станах, прессах и экструзивном оборудовании.

Сплав этого типа довольно легко обрабатывается резанием. Для него применяют стандартные режимы резания при обработке имеет смысл использовать смазочно – охлаждаемые жидкости. Но в некоторых случаях для обработки заготовок из дюраля необходимо подбирать специальный инструмент.

Область применения проката Д16Т

Физико – химические параметры сплава применяют для производства различного проката и заготовок. Металл нашел применение в различных отраслях, например, из него производят элементы фюзелажей, плоскостей, силовых элементов конструкции (элероны, лонжероны и пр.) летательных аппаратов.

Кроме того из Д16Т производят элементы управления авиационной техникой – тяги, кронштейны и пр. Не менее широкое применение этот металл нашел и в космической промышленности.

В целях облегчения конструкций дуралюмин используют при строительстве судов разного типа начиная от моторных лодок и заканчивая океанскими лайнерами. Ни один современный станок, не обходится без деталей выполненных из дюраля. Причем из него могут быть изготовлены и ответственные детали и не очень.

Высокая стойкость к коррозии позволяет его использовать при изготовлении уличных указателей, рекламных конструкций, дорожных знаков и много другого.

Не обошла своим вниманием материал и нефтедобывающая промышленность. Так, из материала производят трубы нефтяной нормали. Оборудование, которое задействовано на эксплуатации скважины и изготовленное с применением труб и арматуры, произведенной из Д16Т способно проработать бесперебойно, а главное, безотказно порядка восьми лет.

Дуралюмин обладает свойствами, которые близки к некоторым видам стали. Но при этом, он значительно легче примерно в три раза. Его легко транспортировать и он легко обрабатывается. Но в отличие от многих материалов, дюралюминий, при работе в среде, с повышенной температурой начинает активно корродировать. Но это решаемая проблема. Для снижения коррозийных явлений в расплав добавляют ингибиторы, создающие на поверхности заготовки оксидную пленку.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector