2020-09-24
173
| Сплав | Содержание элементов (остальное Al) | Режим термообработки
| Механические свойства | ||||
| Cu | Mg | Mn | σв, МПа | σ0,2, МПа | δ, % | ||
| Д1 | 3,8-4,8 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | Закалка+ старение | 400 | 240 | 20 |
| Д16 | 3,8-4,9 | 1,2-1,8 | 0,3-0,9 | 440 | 330 | 18 | |
Специальные деформируемые алюминиевые сплавы
Специальные деформируемые алюминиевые сплавы можно разделить на высокопрочные, ковочные и жаропрочные. Они, как и дюралюмины, упрочняются термической обработкой.
Высокопрочные алюминиевые сплавы
Высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы (В95,В96) относятся к сплавам системы Al-Zn-Mg-Cu, имеют наиболее высокую прочность среди всех алюминиевых сплавов σв =500-750 МПа, но невысокую пластичность
δ=7-10%. Химический состав и механические свойства деформированных высокопрочных сплавов представлены в табл. 1.3.1.
Таблица1.3
Химический состав (%) и свойства некоторых деформированных высокопрочных сплавов.
|
|
|
| Сплав | Содержание элементов,% (остальное Al) | Режим термообработки | Механические свойства | |||||
| Cu | Mg | Mn | Прочие | σв, МПа | σ0,2 ,МПа | δ, % | ||
| В95 | 1,4-2,0 | 1,8-2,8 | 0,2-0,6 | 0,01-25Cr 5.0-7.0Zn | Закалка+ старение | 540 | 470 | 10 |
| В96 | 2,0-2,6 | 2,3-3,0 | 0,3-0,8 | 8-9Zn | 750 | 720 | 7 | |
Эффект старения в этих сплавах наиболее высок. Он достигается за счет выделения дисперсных фаз
М (MgZn2) и Т (Mg3Zn3Al2). При высоком содержании цинка медь не участвует в старении, сохраняется в пересыщенном твердом растворе, повышая относительное удлинение и коррозионную стойкость. Сплавы этой системы легирования содержат добавки марганца и хрома (или циркония). Эти элементы, увеличивая неустойчивость твердого раствора, ускоряют его распад, усиливают эффект старения сплава, вызывают пресс- эффект.
Подобные сплавы, отличающиеся более высоким содержанием цинка, магния, меди, обладают повышенной прочностью. Так сплав В96 имеет sв = 700 МПа; s0,2 =650 МПа; d=7%, НВ 1900. Однако после указанной термической обработки сплавы имеют низкие пластичность и вязкость разрушения. Для повышения этих характеристик сплавы подвергают двухступенчатому смягчающему старению. Первая ступень старения - 100-120°С, 3-10 ч., вторая ступень – 160-170°С, 10-30 ч. Столь высокие температуры и большие выдержки второй ступени старения приводят к образованию и коагуляции стабильных фаз М, S и Т. Предварительное зонное старение (первая ступень) способствует их равномерному распределению, поскольку в сплавах этой системы стабильные фазы образуются из зон Гинье-Престона. После смягчающего старения сплав В95пч имеет: sв=540-590 МПа; s0,2=410-470 МПа; d=10-13%.
|
|
|
Сплав В95 хорошо обрабатывается резанием и сваривается точечной сваркой. По сравнению с дюралюминами высокопрочные сплавы обладают большой чувствительностью к концентраторам напряжений и пониженной корозионной стойкостью под напряжением. У них меньше, чем у дюралюминов, предел выносливости (s-1) и вязкость разрушения (К1с). Профили из сплава В95 значительно прочнее листов. Это результат пресс-эффекта, который обусловлен присутствием в сплаве марганца и хрома. Сплавы обладают хорошей пластичностью в горячем состоянии и сравнительно легко деформируются в холодном состоянии после отжига. Их применяют для высоконагруженных деталей конструкций, работающих в условиях напряженного сжатия (обшивка, шпангоуты, силовые каркасы строительных сооружений) и для деталей без концентраторов напряжений.
