9.1.1.3. Сплавы, упрочняемыетермической обработкой

СПЛАВЫ НОРМАЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ. Типичные предста­вители этой группы сплавов - дюралюмины - относятся к сплавам системы А1 - Сu - Mg (табл. 39). Марганец вводят в сплавы в целях повышения коррозионной стойкости и устранения вредного влия­ния железа. Он связывает железо в нерастворимую в алюминии фазу (Al, Fe, Si, Mn), которая не образует вредных включений.

Слитки сплава проходят гомогенизацию при температуре 480...500°С споследующей горячей пластической деформацией. Пластическая дефор­мация повышает прочность и, особенно, предел текучести дюралюминов. Отжиг для снятия наклепа проводится при температуре 350...370 °С.

Упрочняющая термическая обработка состоит в закалке и естественном старении (табл. 40). При закалке сплавы Д1 и Д18 на­гревают до температуры 495...505°С, Д16 – до 490...500 °С, затем охлаждают в воде с температурой не выше 40°С. После закалки про­исходит естественное старение, которое продолжается 5...7 суток. Продолжительность старения значительно сокращается при увели­чении температуры до 40°С и, особенно, до 100°С. Большое прак­тическое значение имеет начальный, или «инкубационный», период старения (20...60 мин), когда сплав сохраняет высокую пластичность и низкую твердость. Это позволяет проводить такие технологические операции, как клепка, правка, выколотка и др.

Для проведения подобных операций естественно состаренные спла­вы можно подвергнуть обработке на «возврат», состоящей в кратковре­менной выдержке сплава (1...2 мин) при температуре 230...300 °С. Увели­чение выдержки приводит к искусственному старению, что вызывает сни­жение пластичности. При одинаковой прочности естественно состарен­ные дюралюмины имеют преимущество в пластичности и коррозионной стойкости, а искусственно состаренные - в пределе текучести. Искусствен­ное старение применяется крайне редко, так как они помимо низкой плас­тичности приобретают чувствительность к концентрации напряжений.

Дюралюминам свойственна пониженная коррозионная стойкость во влажном воздухе, речной и морской воде. Для защиты от коррозии их подвергают плакированию (листы) или анодной поляризации (трубы и профили). Дюралюмины выпускают в виде листов, труб, прессован­ных и катаных профилей. В авиации и ракетостроении применяется сплав Д16. Сплав Д18 - один из основных заклепочных алюминиевых сплавов.

Таблица 39

Химический состав некоторых алюминиевых деформируемых сплавов (ГОСТ 4784 - 74)

Марка сплава	Компоненты (остальноеА1), %				Примеси(не более), %		Класc по свойствам
	Сu	Mg	Мn	Прочие	Fe	Si
АМц			1,0...1,6		0,7	0,6
AMг1		0,4... 1,7
АМг6		5,8...6,8	0,5...0,8	0,02...0,1 Ti0,002...0,005 Be	0,4	0,4	Высокой пластичности
Д18	2.2...3.0	0,2...4,5			0,5	0,5	Высокой пластичности
Д1	3,8...4,8	0,4...0,8	0,4...0,8		0,7	0,7
Д16	3,8...4,4	1,2...1,8	0,3...0,9		0,5	0,5	Средней прочности
В95	1,4...2,0	1,8...2,8	0,2...0,6	0,1...0,25Сr 5,0...7,0Zn	0,5	0,5	Высокой прочности
АК4	1,9...2,5	1,4...1,8		0,8...1,0Ni 0,8... 1,3 Fe 0,5...1,2Si		0,35	Высокой жаропрочности
АК4-1	1,9...2,7	1,2...1,8		0,8... 1,4 Ni 0,8...1,4Fe 0,002...0,1 Ti
АК6	1,8...2,6	0,4...0,8	0,4...0,8	0,7... 1,2 Si	0,7		Высокой пластичности при повышенной температуре
АК8	3,9...4,8	0,4...0,8	0,4...1,0	0,6... 1,2 Si	0,7

Таблица 40

Механические свойства дюралюминия

Марка сплава	Отжиг				Закалка + естественное старение
	ϭв, МПа	ϭ0,2 , МПа	ε, %	НВ, Па	ϭв, МПа	ϭ0,2 , МПа	ε, %	НВ, Па
Д1	210	110	18	45	420	240	15	95
Д16	220	110	18	50	470	320	17	105
Д18	160	60	24	38	300	170	24	70

Обозначения:ϭ_в - прочность при растяжении; ϭ_0,2 - предел текучести; ε – относительное удлинение; НВ - твердость.