Химический состав промышленных дюралюминов

Сплав	Среднее содержание компонентов, %
	Cu	Mg	Mn	Ti	Zr
Д 1	4,3	0,6	0,60	–	–
Д 16	4,3	1,5	0,60	–	–
Д 19	4,0	2,0	0,75	–	–
ВАД 1	4,1	2,5	0,60	0,06	0,15
ВД 17	3,0	2,2	0,55	–	–
ВД 18	2,6	0,35	–	–	–
В 65	4,2	0,25	0,40	–	–

Структура дюралюминов состоит из твердого раствора и упрочняющих фаз, наиболее распространенными из которых являются CuAl₂ и Al₂CuMg. Дюралюмины практически всегда содержат неизбежные примеси железа и кремния, которые с алюминием, медью и магнием образуют интерметаллидные фазы, нерастворимые в алюминии. В связи с этим они не участвуют в термическом упрочнении и отрицательно влияют на технологическую пластичность и коррозионную стойкость.

Д

Рис. 76. Зависимость прочности дюралюмина _в от температуры (цифры на кривых, t C) и времени  старения

юралюмины обычно подвергаются закалке с температуры 500±5 С и естественному старению в течение 5…7 суток, в результате чего достигается максимальная прочность (рис. 76).

У некоторых сплавов температура рекристаллизации выше температуры их закалки. Поэтому упрочнение таких сплавов дополнительно к эффекту старения создается обработкой давлением. Такое упрочнение называется прессэф­фектом.

Дюралюминий находит очень широкое применение в строительстве, авиастроении, автомобилестроении, вагоностроении.

Алюминиевые сплавы повышенной пластичности (Al–Mg–Si) широко известны под названием авиали (авиационный алюминий). Первый термически упрочняемый сплав системы Al–Mg–Si был получен в 1923 году Джефрисом и Арчером. В табл. 8 приведены химические составы некоторых сплавов этой системы, из которой видно, что они легированы в меньшей степени, чем дюралюмины. Суммарное содержание легирующих компонентов обычно колеблется в пределах 1…2 %. Они менее прочны, чем дюралюмины, но более пластичны и обладают лучшей коррозионной стойкостью.

Таблица 8

Средний состав промышленных сплавов системы Al–Mg–Si (гост 4784-97)

Сплав	Содержание компонентов, %
	Cu	Mg	Mn	Si	Cr
АВ	0,4	0,7	0,25	0,9	–
АД 31	–	0,7	–	0,5	–
АД 33	0,3	1,0	–	0,6	0,25
АД 35	–	1,1	0,7	1,0	–

Закалка сплавов Al–Mg–Si осуществляется с температуры 520…540 С, причем строгого соблюдения выбранной температуры не требуется. Однако нагрев выше 540 С не рекомендуется, так как это может привести к росту зерна в холоднодеформированных изделиях и первичной рекристаллизации.

Критическая скорость охлаждения рассматриваемой группы сплавов меньше, чем у дюралюминов. Так, прессованные профили из сплава АД 31 закаливаются при охлаждении на воздухе. Если гомогенизированный слиток нагреть перед прессованием до температуры 510…530 С, то выходящий из матрицы профиль будет иметь температуру 490…500 С. Следовательно, охлаждение его на воздухе после прессования заменяет закалку.

Закаленные сплавы системы Al–Mg–Si упрочняются при естественном и искусственном старении. Естественное старение протекает несколько медленнее, чем в дюралюминах. Прирост прочности продолжается в течение двух недель после закалки.

На практике чаще применяется искусственное старение, так как оно дает больший прирост прочности. Наиболее рациональные механические свойства обеспечиваются при нагреве до 160…170 С в течение 12…15 ч. Однако после искусственного старения уменьшается коррозионная стойкость. Кроме того, механические свойства искусственно состаренных сплавов системы Al–Mg–Si чувствительны к продолжительности времени между закалкой и искусственным старением. Поэтому для получения максимальной прочности искусственное старение необходимо проводить сразу после закалки. Снижение прочности, вызванное перерывом между закалкой и старением, частично можно компенсировать увеличением выдержки при искусственном старении.

Ковочные алюминиевые сплавы относятся к системе Al–Cu–Mg–Si, обладают хорошей пластичностью и стойкостью к образованию трещин при горячей пластической деформации (табл. 9).

Таблица 9