Температура плавления дюралюминия д16т

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.

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:

Температура плавления дюралюминия д16т

Д16 — это сплав алюминия с магнием и медью. Такие сплавы именуются дюралями, а дюрали применяются в качестве конструкционных сплавов в авиационной и космической промышленности, благодаря их прочности и относительной лёгкости. Продажа алюминиевого проката.

В чистом виде Д16 применяется редко, так как в не закалённом состоянии обладает меньшей прочностью и твёрдостью, чем АМг6 и в то же время уступает ему по коррозионной стойкости и свариваемости. Но детали из Д16 с поперечным сечением не более 100-120 мм можно закалить и состарить уже после их изготовления. В большинстве же случаев в продаже присутствуют уже упроченные и состаренные естественным методом полуфабрикаты, маркируемые Д16Т.

Сплав классифицируется как прочный термоупрочняемый, но не предназначен для сварки. Однако, его можно сваривать точечной сваркой, хотя в большинстве случаев детали из него закрепляются с помощью креплений. Также из Д16 могут изготавливать и сами крепления в виде заклёпок с антикоррозионным покрытием. Сплав легко обрабатывается резанием.

Свойства материала Д16

Д16 — это термоупрочняемый деформируемый сплав алюминия, который имеет химический состав по ГОСТ 4784-97.

Благодаря низкой тепло и электропроводности этот материал хорошо проявляет себя при температуре свыше 120 °C и до 250 °C, однако не допускается его использовать даже кратковременно при температуре выше 500 °C. Он не склонен к образованию трещин, но при повышении температуры выше 80 °C склонен к образованию межкристаллитной коррозии, что накладывает определённые ограничения на его применение. Однако искусственное состаривание позволяет избежать образования коррозии, с одновременным уменьшением прочности и пластичности.

Д16Т обладает высокой твёрдостью и прочностью, но уступает по этим параметрам заготовкам из сплава ВД95Т1 в особо твёрдом состоянии после искусственного старения и закалки. Но при повышении температуры выше 120 °C Д16Т проявляет лучшие механические свойства и не имеет себе равных в пределах до 250 °С. Кроме того следует отметить, что ВД95 склонен к коррозии под напряжением, так что не всегда удаётся использовать весь потенциал этого материала до конца.

Большинство дюралей имеет склонность к коррозии больше чем другие сплавы алюминия. По этой причине изделия из дюралей плакируют 2-4% слоем технического алюминия, либо покрывают лаком. Однако учитывая иногда высокие температурные режимы работы деталей из дюралей, в большинстве случаев предпочтительнее плакировка и анодирование, что и сказывается на выборе листовой продукции, выпускаемой под плакировкой. Кроме того Д16Т плохо поддаётся сварке и может свариваться только точечной сваркой, поэтому в большинстве случаев закрепляется с помощью заклёпок и других разъёмных и неразъёмных соединений.

Форма выпуска

Как уже было сказано ранее, Д16 в чистом виде, хотя применяется, но редко. А невысокая стойкость к коррозии диктует необходимость в плакировке металлопроката. Соответственно, выпускаются полуфабрикаты из Д16 следующих видов:

• В чистом виде,
• Т — закалённые и естественно состаренные,
• Т1 — искусственно состаренное состояние.
• М — отожжённые,
• Плакированные (прим. Д15ТА)

Из Д16 производят:

Прутки диаметром до 100 мм производятся в естественно-состаренном виде в состоянии Т иногда отожжённые — М, а листы — плакированные в состоянии М или Т, в зависимости от области применения.

Область применения

Д16Т — это конструкционный термоупроченный и естественносостаренный сплав в заготовке, который применяется в различных областях народного хозяйства.

Его применяют и для изготовления силовых элементов конструкций в авиатехнике: деталей обшивки, каркаса, шпангоутов, нервюр, тяги управления, лонжерон.

Также из него выпускают и детали работающие при температуре в пределах 120-230 ° C — по ГОСТу.

Он применяется и в автомобильной промышленности для изготовления кузовов, труб и других достаточно прочных деталей.

Д16Т применяют для изготовления заклёпок с высокой прочностью на срез. Эти же заклёпки применяются для крепления других более мягких алюминиевых деталей, например из магналий АМг6.

Как сварить дюралюминий

Алюминий – металл, который отличается высокими качественными характеристиками и активно используется в промышленности. Самым распространенным сплавом из алюминия считается дюралюминий, получивший свое название благодаря компании «Дюраль», которая первым начала производить подобное соединение. Сварка дюралюминия – достаточно трудоемкий процесс, требующий сосредоточенности и внимательности. Сложность сварочных работ обусловлена эксплуатационными характеристиками алюминия , ведь в сплаве дюралюминия, количество алюминия составляет 93,5%. Также в состав сплава входит медь – 4,5%, магний – 1,5%, марганец – 0,5%.

Такой сплав достаточно часто применяется в промышленности, в связи с этим сварщикам постоянно приходится работать с таким составом. Сварка дюрали должна производиться человеком с опытом, поскольку технология непростая и в процессе сваривания приходится сталкиваться с рядом нюансов. Поэтому новичку навряд ли удастся самостоятельно сварить дюраль.

Обратите внимание! Дюралюминий – весит немного, при этом является очень прочным и надежным сплавом.

ОСОБЕННОСТИ ДЮРАЛЮМИНИЯ

Сварка дюралюминия в домашних условиях, как и сварка алюминия сопровождается сложностями, поскольку данные сплавы плохо соединяются. Это обусловлено техническими характеристиками металла.

Основные параметры следующие:

• Максимальная текучесть – 250 МПа,
• Плотность – 2,5 – 2,8 тонн/м³,
• Температура плавления примерно 650°C (идентична температуре плавления алюминия), в связи с этим в процессе сварки электроды быстро плавятся и сплав может течь.

Сварка дюралюминия предполагает использование специальных средств (например флюс или аргон ), чтобы повысить качество соединения. Если не соблюдать все правила выполнения технологии сварочного процесса, то могут появиться трещины и шов может получиться неровным. Металл не устойчив к коррозии, поэтому в процессе сварки на самом шве уже можно наблюдать следы ржавчины, поскольку под воздействием высоких температурных режимов, легирующие детали выгорают и таким образом сплав практически не защищен от воздействия кислорода.

Обратите внимание! Сварка дюралюминия в домашних условиях должна осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 14806-80.

ДОСТОИНСТВА

• Если точно соблюдать всю технологию работы, то в итоге шов получится ровным и качественным, а металл сможет выдерживать большие нагрузки, при этом весить совсем немного.
• Для осуществления сварки дюралюминия существует несколько способов ( аргоновая сварка , сварка полуавтоматом ), вы можете подобрать наиболее оптимальный вариант, учитывая все факторы и условия выполнения работы.

• Найти электроды несложно, поскольку многие хорошо взаимодействуют с таким сплавом. Например: ОЗА-1, ОК96.20, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2,
• Любую проблему, возникающую в процессе сварки можно решить, но лучше доверить работу опытному специалисту.

​НЕДОСТАТКИ

• Как уже отмечалось, дюралюминия характеризуется низкой устойчивостью к коррозии, а после сварки его технические характеристики становятся еще ниже.
• Процесс сложный, требующий внимательности и точности, т.к. любая, даже малейшая ошибка может существенно повлиять на качество соединения.
• Сформировать валик шва непросто, поскольку металл очень текучий.
• Для того, чтобы процесс работы сделать проще и чтобы сварка заняла меньшее количество времени, надо использовать флюс. Он наносится на поверхность свариваемой детали.

На заметку! Флюс – вещество, которое защищает участок, подвергаемый сварке, от агрессивного воздействия окружающей среды и повышает качество соединения.

• Для того, чтобы получить максимально прочное и надежное соединение, придется прибегнуть к дорогостоящим видам сварки, например, сварка дюралюминия аргоном.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПЕРЕД СВАРОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ

Прежде чем приступить к работе, нужно подготовить заготовки . Первое, что нужно сделать, это зачистить поверхность металла от жира, масел и различных загрязнений. Для зачистки можно использовать наждачку или металлическую щетку. После того, как справитесь с механической зачисткой, для закрепления эффекта, очистите поверхность с помощью растворителя или ацетона. Таким образом вы избавитесь от всех остатков.

На следующем этапе нужно обработать все кромки, на которых будет создаваться шов. В случае, когда толщина краев заготовки превышает показатель в 4 мм, то необходимо скосить края под углом 35 градусов.

Требования, выдвигаемые к сварке:

• Подготовка металла ,
• На предполагаемое место для шва надо нанести флюс и равномерно покрыть этот участок, это вещество способствует улучшению свариваемости,
• Металл надо подогревать медленно и постепенно, чтобы под воздействием высокой температуры он не деформировался,
• После того, как процесс завершен, необходимо постепенно подогревать шов, до тех пор пока металл полностью не остынет,
• На заключительном этапе надо очистить полученное соединение и осуществить проверку шва и шлака на наличие возможных трещин.

Обратите внимание! Сварка электродами требует высокой скорости выполнения работы, т.к. дюралюминий очень быстро плавится.

Не стоит забывать и о технике безопасности . При работе с дюралюминием, как и с любым другим металлом необходимо строго соблюдать все правила и обезопасить себя. Поэтому осуществлять сварку надо в специальном защитном костюме, в маске и в перчатках. Прежде чем использовать ту или иную технику, перед началом работы, обязательно проверьте исправна ли она и надежны ли все контакты и соединения, т.к. обычно сложности и недочеты случаются с ними.

Если соблюдать технологию выполнения сварочных работ и не пренебрегать правилами и требованиями, выдвигаемыми к данному процессу, то в конечном итоге можно получить прочное и надежное соединение.

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

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.

Дюралюминий: состав, свойства и применение

Дюралюминий — сплав, состоящий из основы в виде алюминия с медью и добавками других металлов. Открытие технологии его изготовления произошло в самом начале девятнадцатого века работником немецкого металлургического завода. После многочисленных экспериментов он установил, что при добавлении к алюминию меди в соотношении 96% на 4% получается сплав, который при выдержке в помещении с комнатной температурой сохраняет пластичность основного элемента с повышением показателей прочности.

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».

Области применения дюралюминия

Формула успеха дюралюминия была проста. Лёгкий вес и прочность нового продукта способствовали его быстрому распространению. Первым большим его применением стали конструкции каркаса дирижабля. Показал он себя отлично, и со временем ему находили место во всё больших отраслях машиностроения.

Авиастроители по достоинству оценили дюраль, и она быстро стала основой самолётостроения, а также в будущем основным конструкционным материалом в производстве космической техники.

Её применяют в производстве поездов. Дюралюминий в наши дни можно встретить даже на кухне в виде многочисленных бытовых предметов. А также активно используется дюралюминиевая фольга, в которой продают кондитерские изделия.

Активно используется сплав и в строительстве. Различные трубы, листы являются частями конструкций зданий.

Используется дюраль и в автомобилестроении, помогая инженерам уменьшить вес машины, улучшая технические показатели автомобиля. Благодаря устойчивости к высоким температурам, её можно использовать и для внутренних механизмов двигателя.

Дюралюминий лучше переносит вибрацию, чем сталь, что позволило применять его в буровых работах.

Можно заметить, что не все сплавы дюралюминия пригодны для сварки. Например, при строительстве самолётов для создания конструкций из деталей дюралюминия используются заклёпки. Они могут делаться из того же сплава дюралюминия, только пригодного для сварочных работ.

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.

• Al+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:

• Al (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.

Свойства дюралюминия

Не смотря на попытки борьбы с коррозией путём добавления марганца и магния, дюралюминий все же ей подвержен и подвержен достаточно, чтобы на это обратить внимание. Потому, при эксплуатации необходимо защитить его при помощи какого-либо покрытия. Защита должна быть настолько тщательной, насколько это возможно.

Дюраль отличается небольшим весом при большой прочности. Благодаря этому её и используют как основной конструкционный материал в космонавтике и авиации. Используется также в авиастроении, при производстве скоростных поездов и различных других областях машиностроения.

Средняя плотность дюралюминия 2500−2800 килограмм на кубический метр.

Дюралюминиевый сплав, в отличие от алюминия чистого, хорошо подходит к сварочным работам.

Обладает высокой устойчивостью воздействиям среды и низкой уязвимостью к разрушению.

Появление такого лёгкого и прочного материала позволило поднять машиностроение на новый уровень и построить такие технические проекты, которые ранее казались неосуществимыми.