Сплав Д16Т — состав, свойства, область применения, аналоги

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. 


Блок: 1/5 | Кол-во символов: 348
Источник: https://prompriem.ru/stati/d16t.html

Особенности сплава и его состав

Д16 представляет собой алюминиевый сплав с добавлением различных легирующих элементов. Главной особенностью дюраля является тот факт, что это самый первый металл, при упрочнении которого начало применяться старение.

В качестве легирующих элементов в сплаве Д16 применяют медь (Cu 4,4%), магний (Mg 1,5%), марганец (Mn 0,5%) и очень незначительное количество кремния (Si до 0,5%), железа (Fe до 0,5%), хрома (Cr до 0,1%), титана (Ti до 0,15%) и цинка (Zn до 0,25%).

Чистый сплав Д16 применяется очень редко, так как он обладает недостаточной прочностью и твердостью. По этой причине дюраль закаляют и подвергают старению. Эти процессы заключаются в нагреве деталей до 500 градусов Цельсия и дальнейшем охлаждении в воде. Старение в свою очередь может применяться искусственное и естественное. При этом название сплава изменяется на Д16Т.

Д16Т является самым востребованным алюминиевым сплавом. Он легкий, прочный и имеет отличные показатели сопротивления усталостным нагрузкам.

Список продукции из сплава Цена
Листы дюралевые Д16 от 241 ₽ за 1 кг
Трубы дюралевые Д16 договорная
Прутки дюралевые Д16 от 246 ₽ за 1 кг
Блок: 2/9 | Кол-во символов: 1134
Источник: https://vi-pole.ru/aljuminievyj-splav-d16-harakteristiki.html

Промышленные сплавы системы Al-Cu-Mg


Конструкционные дюралюминиевые сплавы (дюраль, дуралюмин) Д1, Д16, Д19, ВД17, 2024 и др. упрочняют термической обработкой, они обладают высокими характеристиками механических свойств. Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон Гинье-Престона сложного состава или метастабильных фаз S’ и θ’.

Дюралюминий получают легированием алюминия медью и магнием. Система легирования Al-Cu-Mg была открыта А. Вильмом, когда он получил сплав Д1. Дюралюмины остаются важнейшим сплавом для машиностроения и авиации. Самые значимые для промышленности сплавы в группе дюралюминов Д16 или 2024 и его модификации Д16ч и 1163 используют в термически упрочненном состоянии. Стадия старения после закалки проходит в естественных условиях при комнатной температуре (20°С) и обозначается буквой «Т» после марки сплава — Д16Т, Д16чТ, 1163Т по ГОСТ или «Т4» (близкий «Т3511») в импортной маркировке — 2024Т4 (2024Т3511). Такая термообработка создает хорошее сочетание характеристик вязкости разрушения, выносливости и скорости роста усталостной трещины. Дюралюминий Д16 уступает по прочности и коррозионной стойкости сплавам системы Al-Zn-Mg-Cu (В95, В95пч, В95оч), но превосходит по сопротивлению трещинообразованию при одинаковых относительно прочности напряжениях. Плотность Д16 равна 2,78 г/см3, что ниже плотности В95 — 2,85г/см3. Сплавы 1163 и Д16ч применяются для деталей, от которых требуется повышенная выносливость в условиях растягивающих напряжений.

Сплавы типа дуралюмин упрочняются при термической обработке, состоящей из закалки с 490—525°С (в зависимости от со­става сплава) и естественного (зонного) или искусственного (фазового) старения.

В наиболее легированных сплавах (Д16, Д19, ВД17 и ВАД-1) содержание меди и магния превышает предельную растворимость этих элементов в твердом растворе или приближается к ней, что обусловли­вает гетерогенное состояние сплавов при температурах нагрева перед закалкой. Ограничение верхнего предела по содержанию легирующих элементов позволяет уменьшить количество растворимых избыточных фаз и повысить вязкость разрушения без снижения прочности.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 2220
Источник: https://www.metmk.com.ua/14spr_alum.php

Достоинства и недостатки

Как и любой сплав, дюралюминий Д16Т имеет сильные и слабые стороны. Среди основных преимуществ этого металла стоит выделить:

  • гибкость и пластичность;
  • механическую прочность в результате термоупрочения;
  • разнообразие видов обработки;
  • широкий сортамент изготавливаемого проката;
  • малый удельный вес.

К незначительным минусам следует отнести:

  • небольшую подверженность ржавлению;
  • слабую способность к сварке.
Блок: 3/5 | Кол-во символов: 441
Источник: https://cuprum-metall.ru/informatsiya/alyuminiy/splav-d16t/

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.

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 2091
Источник: https://www.metmk.com.ua/14spr_alum.php

Как улучшить Д16Т

Для того чтобы защитить сплав Д16Т от коррозии, его поверхность поддается плакировке техническим алюминием, анодированию или лакированию. Материал практически не пригоден для сварки, за исключением точечного метода. В основном монтаж изделий из данного металла осуществляется за счет создания специальных крепежных элементов – заклепок, болтов, шурупов и т. д.

Усилить преимущества дюралюминия Д16Т позволяет дополнительная термообработка. При температуре 500-505 градусов происходит закалка материала (в более высоких пределах возможен пережог Al), затем он закаляется в воде при температуре 250-350 градусов. На последнем этапе дюраль предается естественному старению при комнатной температуре, что дает на выходе максимальную для этого класса твердость 120-130 НВ.



Блок: 4/5 | Кол-во символов: 799
Источник: https://cuprum-metall.ru/informatsiya/alyuminiy/splav-d16t/

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.

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 329
Источник: https://www.metmk.com.ua/14spr_alum.php

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.

Аналоги

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.

ГОСТ

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

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2295
Источник: https://prompriem.ru/stati/d16t.html

Термическая обработка сплава Д16Т


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

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.

Блок: 7/9 | Кол-во символов: 682
Источник: https://vi-pole.ru/aljuminievyj-splav-d16-harakteristiki.html

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.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 1605
Источник: https://www.metmk.com.ua/14spr_alum.php

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:

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 1084
Источник: https://cu-prum.ru/alyuminij1/splav-d16t.html

Технологические свойства дюрали

Плакированные листы отличаются высокой коррозионной стойкостью, прессованные изделия, штамповки и поковки — пониженной стойкостью. Прессованные изделия из дюралюминия Д1 и Д16 в закаленном и естественно состаренном состоянии при эксплуатационных нагревах выше 100°С склонны к межкристаллитной коррозии; искусственное старение повышает сопротивление коррозии. Неплакированные детали из дуралюминов следует подвергать анодированию и защищать лакокрасочными покрытиями.

Сплавы хорошо свариваются точечной сваркой и не свариваются плавлением из-за высокой склонности к трещинообразованию. Все дуралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием (в закаленном и состаренном состоянии) и химическим фрезерованием (размерным травлением). Обрабатываемость резанием в отожженном состоянии плохая. Высокотемпературная пайка не применяется из-за опасности пережога.

Температура начала ковки Д16, Д16П — 460°C, конца — 380°C.

Дуралюмин широко применяют во всех областях народного хозяйства, особенно в авиации. Сплав Д16 в виде листов и прессованных полуфабрикатов — основной материал для силовых элементов конструкции самолетов (детали каркаса, обшивка, шпангоуты, нервюры, лонжероны, тяги управления) и других нагруженных конструкций.

Сплав Д19 применяют для тех же деталей, что и сплав Д16, работающих в условиях эксплуатационных нагревов до температуры 200—250°С, а также для изготовления заклепок. Сплав Д1 используют для штамповки лопастей воздушных винтов, а также различных узлов крепления. Сплав ВД17 применяют для изготовления лопаток компрессора двигателей.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 1719
Источник: https://www.metmk.com.ua/14spr_alum.php
Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 17132
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

  1. https://prompriem.ru/stati/d16t.html: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 2643 (15%)
  2. https://vi-pole.ru/aljuminievyj-splav-d16-harakteristiki.html: использовано 2 блоков из 9, кол-во символов 1816 (11%)
  3. https://cu-prum.ru/alyuminij1/splav-d16t.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 1084 (6%)
  4. https://cuprum-metall.ru/informatsiya/alyuminiy/splav-d16t/: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 1240 (7%)
  5. http://poliasmet.ru/svojstva-alyuminiya/splav-d16-d16t-d16m.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2385 (14%)
  6. https://www.metmk.com.ua/14spr_alum.php: использовано 5 блоков из 8, кол-во символов 7964 (46%)



Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий