Характеристики та область застосування алюмінієвих сплавів.

Як вибрати алюмінієвий сплав?

Одне з важливих властивостей алюмінієвих сплавів - це механічна міцність

Порівняння алюмінієвих сплавів по міцності:

Малостійкі сплави (питома міцність від 150 до 200 МПа) застосовуються у відпаленому стані або після зміцнення в результаті холодної деформації. Так само до сплавів низької міцності відносяться АД31, АД33, але це тільки до процедури термообробки. Після гартування і штучного і природного старіння вони здобувають міцність, поступається лише дюралевим сплавів. Ці сплави відмінно зварюються і відрізняються високою корозійною стійкістю. Відомі європейські замінники цих сплавів такі (позначаються цифрами): АД0 - 1050, АМц - 3003, АМГ3 - 5754.

Сплави середньої міцності (питома міцність 200-340 МПа) - до них відноситься технічно чистий алюміній і магналии - А5, А0, АД0, Амц, Амг1, Амг2, Амг3, Амг4. Такі сплави відрізняються високою пластичністю, вони не упрочняются термообробкою і вироби з них ділять на 2 групи:

термічно незміцнювані - Амг5, АМг6, АМг61. Заготівлі з них мають високу корозійну стійкість, чудово зварюються і їх використовують тільки після термообробки. Аналогом сплаву АМГ5 в Європі є сплав 5083.

і термічно зміцнюються - АВ, Д1, 1925, В92, АК4, Д19. Заготовки з цих сплавів піддають процедурі загартування та природного або штучного старіння. АВ, 1915, В92 чудово зварюються і стійкі до корозії, АК, 1925 і Д1 - погано зварюються і мають низьку корозійну стійкість. Деякі з цих сплавів мають європейські аналоги - Д1- 2017.

Високоміцні алюмінієві сплави В95, Д16 (питома міцність 340 - 400 МПа) - їх міцність досягає максимального значення після термічної обробки. Заготовки з цих сплавів застосовують після гартування і штучного старіння. В95 - найбільш міцний серед всіх алюмінієвих сплавів. У цих сплавів один істотний недолік - низька корозійна стійкість, тому вони потребують додаткового захисту (плакировании, анодировании, лакування або фарбування). Сплав Д16 володіє більш високою пластичністю і жароміцність. Аналогами цих сплавів є 7075 (аналог В95) та 2024 (аналог Д16).

Інший недолік сплавів - погана зварюваність. При складання конструкцій з алюмінію цих марок використовують заклепки, рідше - болтове з'єднання. Сплави В95, Д16 застосовують для виробництва профілів для важких конструкцій.

Профілі з сплавів АВ і АД31 застосовують для будівництва заборів, перегородок, навісів. У стані після гарту і природного старіння вони набувають підвищену корозійну стійкість, добре поліруються і анодируются. Іноді для виготовлення огороджувальних конструкцій використовують сплави АМг6 і Амг3, але, як правило. профілі з них коштують дорожче.

Профілі застосовують в автомобілебудуванні, для охолоджувачів силових приладів, і для оздоблювальних робіт:

Листи застосовують для виготовлення рекламних щитів, для обшивки фургонів, холодильних камер.

• АМг2 - виготовлення торгового обладнання, стелажів, в будівництві - для виробництва стель, перегородок, панелей.
• А l і А0 - харчової, або як його ще називають, чистий алюміній - виробництво посуду, фляг, бочок, кегів, в різних соковижималках, у виробництві кухонного устаткування, в електротехнічній промисловості, для побутової техніки, радіоапаратури, поліграфічна промисловість (офсетний друк).
• АМг5 - висока корозійна стійкість дозволяє використовувати його в суднобудуванні, виробництві човнів, катерів, яхт.
• АМг6 - основне призначення - ракетобудування (паливні баки).
• АМц - так само непогана корозійна стійкість, у будівництві - стелі, для внутрішньої обробки приміщень, виготовлення корпусних деталей.
• АД1 - для побутових приладів - холодильників, газових плит.
• АД31 - профільної продукції, электропроводников, електротехнічних шин.
• АВ - авіаль ( Al , Mg , Zn ) для виробництва автомобільних дисків (легкість, міцність), в авіаційній промисловості.
• В95 (7075) - цинкова група: для виробництва авіа контейнерів, профілі з високоміцного сплаву В95 застосовуються для кабін літаків, корпусів, шасі.

• Д1, Д16 (дюран)- у силових конструкціях літальних апаратів, обшивка літаків. Внутрішні перегородки з м'якого дюралю. Міцність - 2-е місце за сплавів.

Застосування алюмінієвих сплавів

1 Застосування в будівництві. Найбільш важливі для будівництва властивості алюмінію це міцність, оброблюваність, корозійна стійкість і зварюваність, а так само легкий вага, характерний для всіх алюмінієвих сплавів. Для будівельних конструкцій застосовують алюмінієві сплави марок АМг, АМц у станах М (отожженный), Н2 (полунагартованный) Н (нагартованний - застосовується тільки для заклепок з алюмінієвого сплаву АД1 і АМг2). З пластичних марок алюмінію найбільш популярні - ПЕКЛО, М, АМцМ, АМг2М, АМг2Н 2 (термічно неупрочняемый); АД31Т, АД31Т5, АД31Т1, 1915, 1915Т, 1925, 1925Т (термічно упрочняемый) і ливарний алюміній АК8.

Т1 (загартований і природно зістарений), Т5 (неповністю загартований і штучно зістарений), Т1 (загартований і штучно зістарений), а так само без термічної обробки.

Для заклепок, поставлених у холодному стані застосовують алюміній марок АД1Н, АМг2Н, АМг5пМ, АВТ, для болтів АМг5п, АВТ1, для зварних з'єднань - дріт св. Al, св АМг3, 1557.

АМц, АМг2, АД31, АД1 в огороджувальних конструкціях і помірно навантажених елементах несучих конструкцій; 1915 і 1925 в зварних і клепаних несучих конструкціях.

Алюмінієві напівфабрикати . У будівельній сфері застосовують алюмінієвий лист і профіль. Алюмінієвий профіль це куточки, труби круглі і профільні, швелери, рифлені листи. Алюмінієвий профіль становить від 60 до 80% від всього споживаного в будівництві алюмінію.

Для виготовлення несучих конструкцій використовують найчастіше алюмінієві профілі марок АД31 листи з алюмінію марок АМц і АМг2. Алюмінієві профілі АД31 зі сплаву 6060 Т6 - аналога сплаву АД31, володіють універсальними якостями - хорошою міцністю, високою корозійною стійкістю, гарною зварюваністю. Такі якості дозволяють використовувати їх в будівельній конструкції будь-якої складності. Такі профілі легко піддаються анодуванню і порошковому фарбування.

Застосування алюмінієвих сплавів у суднобудуванні

Основні якості, важливі для суднобудування - це корозійна стійкість в морській і прісній воді і легкість і міцність. Мала вага алюмінієвих сплавів дозволяє робити плавальні засоби більш маневреними, легше триматися на плаву. Міцність особливо важлива для морських суден, які можуть стикатися з бурями і повинні витримувати удари хвиль. Корозійна стійкість - необхідна якість, морська вода - це агресивне середовище, що дуже швидко руйнує сталеві конструкції.

Листи та профілі з алюмінію використовують для будівництва корпусів суден та їх компонентів, а так само для виготовлення різного суднового і портового обладнання, для поромів, яхт, катерів, човнів, катамаранів і т. д.

Основні вимоги пред'являються до матеріалів для суднобудування наступні:

1. Хороша зварюваність, висока міцність, надійність зварних з'єднань.
2. Задовільні механічні і технологічні якості, що дозволяють гнути листи та профілі, різати та обробляти на верстатах.
3. Висока корозійна стійкість в морській і прісній воді.
4. Стійкість до ударних навантажень, це відноситься і до зварних швах.
5. Відсутність схильності до іскроутворення при ударах і терті, що особливо важливо для танкерів, що перевозять нафту та інші вогненебезпечні рідини.

Застосування алюмінієвих сплавів в авіабудуванні

Найчастіше в авіабудуванні застосовують дюралеві сплави Д16, високоміцні сплави В95 ( і його аналог 7075) і У93, сплави середньої і підвищеної міцності АВ, АК6 і АК8. Для будівництва гідролітаків використовують так-же сплави незміцнювані термічною обробкою корозійностійкі сплави АМг5 і АМг6, в яких поєднуються середня міцність і висока корозійна стійкість.

Сплави АК6 і АК8 - переважно кувальні сплави.

Д16 погано піддається куванню, його випускають в широкому асортименті у вигляді листів, пресованих і катаних виробів. З сплаву Д1 роблять лопаті повітряних гвинтів, а з АВ і АД33 - для лонжерони лопатей вертольотів.

АД31 АМг1 використовують для внутрішньої обробки літаків, незначних деталей - оправ дзеркал, ручок, попільничок та ін.

САП-1 і 1420 - жароміцні і корозійностійкі матеріали, їх застосовують в моторному відсіку, а так само в якості протипожежних перегородок.

З Д16 і 1163 виготовляють обшивку фюзеляжів і кабін.

Обшивку літаків виготовляють із сплавів Д16, Д19 штучно постарених для збільшення корозійної стійкості.

Конструкційні сплави зварювані

Застосовується для зварювання сплав АМг6 неупрочняемый термічною обробкою.

Зварні конструкції з алюмінію деформівних сплавів широко використовують при створенні зварного бака, розташованого в крилі літака, зварних конструкцій корпусів ракет, ємностей для палива.

Застосовуються зварювані алюмінієві сплави, що не зміцнюються термічною обробкою АМг2, АМг3, АМг4, АМг5, АМг6, АМг61.

Низьколеговані сплави АМг2 і АМг3 застосовують при виготовленні різних бензо та маслотрубопроводов в літакобудуванні та інших літальних апаратах.

Сплав АМг3 широко застосовують для виготовлення зварних баків, резервуарів і деталей зварних конструкцій середньої міцності.

Сплави Амг4, Амг5, АМг6 і АМг61 як більш міцні використовують в більш зовнішніх зварних конструкціях.

Для підвищення міцності і особливо межі текучості листів і плит із сплаву АМг6 товщиною 15-20 мм їх нагартовывают на (20-40%).

Зварювані термічно зміцнюються сплави

Самозакаливающиеся сплави 1915 і В92ц термічно зміцнюються зварювані сплави системи Al - Zn - Mg мають більш високі технологічні та міцнісні властивості в порівнянні зі сплавами системи Al - Mg .

Для зварних конструкцій, що працюють при кріогенних і підвищених температурах, застосовуються сплави АК8, 1201, 1205, ВАД1.

Сплави для внутрішньої декоративної обробки застосовуються АД1, АД31, АВ і АМц (різні профілі деталі).

Для лопатей вертольотів застосовуються сплави АВ і АД33. а так само АД35.

Для заклепок застосовують сплави Д18 і В65, У94 (в загартованому і зістареному стані). Алюмінієві сплави застосовуються для заклепок повинні володіти високою пластичністю.

Алюмінієві сплави в моторобудуванні

Деталі поршневих двигунів відливають із сплавів АЛ31, АЛ5, АЛ25 і АЛ30 і так само використовують деформуючі сплави АК9, АК2, АК4, АК4-1. Деталі реактивних двигунів виготовляють з АК4, АК4-1, Вд17 і сплавів ливарні групи АЛ. Ці сплави використовуються в поршневих двигунах (картери, головки циліндрів, поршні, деталі паливної апаратури).

Основные свойства материалов для изготовления двигателей должны быть следующие:

1. небольшая плотность;
2. отличная теплопроводность, низкий температурный коэффициент линейного расширения;
3. высокая жаростойкость (устойчивость к коррозии при повышенных температурах);
4. высокая жаропрочность, сохранение всех механических свойств при высоких температурах;
5. устойчивость к постоянным вибрациям.

Указанным требованиям вполне удовлетворяет ряд алюминиевых сплавов.

Поршни из деформируемых сплавов изготовляют путем горячей деформации-ковки и штамповки, термическая.