Нормативная база
В нашей стране существует несколько ГОСТ, которые нормируют требования к алюминию и его сплавов. Один из них – это ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки (с Изменениями N 1, 2, 3, с Поправками). Он распространяется на алюминий и сплавы из него, которые предназначены для получения полуфабрикатов различного типа и форм.
В частности, ГОСТ определяет соотношение алюминия и остальных компонентов. В этом же документе указаны требования.
Кстати, в этом же документе можно найти и наименование иностранных аналогов, например,
Д16 можно заменить на AlCu4Mg1, а Д16ч на сплав 2124.
В документах, которые предоставляет производитель, в обязательном порядке должны быть указаны не только марка готовой продукции но и ее химический состав.
Свойства и характеристики
Компоненты состава:
- медь — до 5%;
- алюминий — до 93%;
- легирующие элементы — до 3%.
Компоненты дюралюминиевого сплава с обозначением Д16:
- Алюминий — от 90 до 94%.
- Медь — от 3,8 до 4,9%.
- Цинк — до 2,5%.
- Магний — до 1,8%.
- Дополнительные компоненты — железо, кремний. Их количество не превышает 0,5%.
Медь (Фото: Instagram / ansplav_spb)
Физико-механические свойства
Свойства:
- Плотность — до 2,77 г/см³.
- Температура плавления — до 650°C.
- Модуль упругости — до 74 000 МПа (1).
- Коэффициент теплового расширения — до 23 10−6/K.
- Показатель теплопроводности — до 134 W/M°C.
- Коэффициент Пуассона — до 0,33.
- Удельная теплоемкость — до 920 Дж/кг°C.
- Предел прочности — до 440 Мпа.
- Предел упругости — до 300 Мпа.
- Относительное удлинение — до 9%.
Дюралюминий (Фото: Instagram / aozapp)
Технологические свойства
Свойства:
- Изготовление в обычной среде. Технология производства простая, недорогая. Это удешевляет стоимость производства сплава.
- Высокая температура плавления. Сплав может использоваться при изготовлении деталей для промышленной техники, корпусов самолетов.
- Малый удельный вес. У стали показатель плотности доходит до 8 грамм на 1м3, а у дюралюминия — 2.
- Высокая устойчивость к нагрузке. Сплав подходит для изготовления деталей, которые будут испытывать повышенную нагрузку. Готовые изделия сложно разрушить.
Колесная проставка из дюралюминия с защитным покрытием (Фото: Instagram / prostavki_azovalprom)
Виды и свойства алюминиевых сплавов
Работая с этим металлом и смесями на его основе, важно знать свойства алюминиевых сплавов. От этого будет зависеть область применения материала и его характеристики. Классификация алюминиевых сплавов приведена выше
Ниже будут описаны самые популярные виды сплавов и их свойства
Классификация алюминиевых сплавов приведена выше. Ниже будут описаны самые популярные виды сплавов и их свойства.
Алюминиево-магниевые сплавы
Сплавы алюминия с магнием обладают высоким показателем прочности и хорошо поддаются сварке. Дополнительного компонента в состав не добавляют более 6%. В противном случае ухудшается устойчивость материала к коррозийным процессам. Чтобы дополнительно увеличить показатель прочности без ущерба защите от коррозии, алюминиевые сплавы разбавляются марганцем, ванадием, хромом или кремнием. От каждого процента магния, добавленного в состав, показатель прочности изменяется на 30 Мпа.
Алюминиево-марганцевые сплавы
Чтобы увеличить показатель коррозийной устойчивости, алюминиевый сплав разбавляется марганцем. Этот компонент дополнительно увеличивает прочность изделия и показатель свариваемости. Компоненты, которые могут добавляться в такие составы — железо и кремний.
Сплавы с алюминием, медью и кремнием
Второе название этого материала — алькусин. Марки алюминия с добавлением меди и кремния идут на производство деталей для промышленного оборудования. Благодаря высоким техническим характеристикам они выдерживают постоянные нагрузки.
Алюминиево-медные сплавы
Смеси меди с алюминием по техническим характеристикам можно сравнить с низкоуглеродистыми сталями. Главный минус этого материала — подверженность к развитию коррозийных процессов. На детали наносится защитное покрытие, которое сохраняет их от воздействия факторов окружающей среды. Состав алюминия и меди улучшают с помощью легирующий добавок. Ими является марганец, железо, магний и кремний.
Алюминиево-медные сплавы
Алюминиево-кремниевые сплавы
Называются такие смеси силумином. Дополнительно эти сплавы улучшаются с помощью натрия и лития. Чаще всего, силумин используется для изготовления декоративных изделий.
Сплавы с алюминием, цинком и магнием
Сплавы на основе алюминия, в которые добавляется магний и цинк, легко обрабатываются и имеют высокий показатель прочности. Увеличить характеристики материала можно проведя термическую обработку. Недостаток смеси трёх металлов — низкая коррозийная устойчивость. Исправить этот недостаток можно с помощью легирующей медной примеси.
Авиаль
В состав этих сплавов входит алюминий, магний и кремний. Отличительные особенности — высокий показатель пластичности, хорошая устойчивость к коррозийным процессам.
Технологические свойства дюрали
В зависимости от химического состава и применяемого метода изготовления технологические свойства дюрали могут существенно отличаться. ГОСТа именно для этого металла пока нет.
Среди технологических свойств следует отметить нижеприведенные моменты:
- Низкая стоимость, которая обуславливается простой технологией производства. Тот момент, что компоненты не нужно разогревать до экстремально высоких температур определяет существенное удешевление материала. Также на стоимости благоприятно отражается возможность проведения производства в обычной среде.
- Небольшой вес. Рассматривая химический состав можно отметить, что большая часть состава представлена алюминием. Этот металл известен своей легкостью.
- Высокие показатели температуры плавления позволили использовать сплав дюраль при производстве различных элементов самолетов и другой техники. Температура плавления дюралюминия около 650 градусов Цельсия. При этом обычный алюминий плавится уже при более низких температурах, что приводит к изменению основных технологических качеств и деформации изделий.
- Плотность дюралюминия составляет 2,5 грамма на кубический сантиметр (у стали на каждый кубический сантиметр приходится 8 грамм). Именно этот показатель определяет существенно снижение веса изготавливаемых деталей. Данный показатель может варьироваться в относительно небольшом диапазоне, достигать значения 2,8 грамм на кубический сантиметр.
- Статическая прочность дюралюминия достаточно высока, что определяет устойчивость к разовой нагрузке. Именно поэтому сплав применяется при изготовлении различных ответственных деталей. Проведенные исследования указывают на то, что разрушить подобный материал довольно сложно.
Однако есть и один недостаток – относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Разрушение сплава блокируют путем нанесения защитного покрытия, что несколько повышает стоимость сплава.
Детали из дюрали
Дюралюминий Д16 получил достаточно широкое распространение. Отличные эксплуатационные качества он демонстрирует при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что уже при температуре 80 градусов Цельсия появляются признаки образования межкристаллической коррозии.
В последнее время в чистом виде дюралюминий практически не применяется. Это связано не только с высокой вероятностью появления коррозии, но и другими недостатками алюминиевого сплава. Для повышения эксплуатационных качеств сегодня выполняют следующее улучшение:
- Закалку в естественных условиях. При маркировке указывается буква «Т».
- Выполняют процедуру искусственного старения, что также отражается на маркировке «Т1».
- Анодирование и покрытие поверхности специальными лаками (в маркировке указывают букву «А»).
Снижение коррозионной стойкости происходит не только по причине повышения температуры, но и механического воздействия
Именно поэтому уделяется внимание дополнительным процедурам увеличения эксплуатационных качеств
Более высокими эксплуатационными качествами обладает сплав под названием ВД95. Кроме этого, данная разновидность сплава проходит процедуру старения, за счет чего существенно повышается потенциал этой разновидности дюралюминия.
Виды сплавов
Исходя из конечного назначения продукции состав сплава варьируется для придания материалу разных технических показателей.
В зависимости от перечня технологических приемов в процессе производства выделяют:
- закаленный;
- состаренный;
- анодированный дюраль.
Исходя из дополнительных компонентов и нюансов термической обработки различают несколько типов соединений:
- дюралюмин (марки Д1, Д16) смесь алюминия, меди, магния с небольшой добавкой марганца;
- сплав алюминия с магнием (или марганцем) носит наименование «магналий»;
- алюминий в смеси с магнием и кремнием («авиаль») обладает хорошей устойчивостью к коррозии.
Помимо основных элементов, применяемых для легирования сплавов, в составе дюралей возможно присутствие некоторых примесей. При этом кремний и железо входят в химический состав первичного алюминия, цинк и медь могут попасть при переплавке различных отходов, ряд других компонентов (титан, цирконий, бериллий) вводят специально для изменения технических показателей конечного продукта.
Присутствие железа в составе сплава влечет за собой повышение показателя хрупкости, но в паре с никелем железо заметно улучшает механические свойства материала в условиях обычной и повышенной температуры рабочей среды.
Свойство добавок изменять эксплуатационные показатели сплава требует грамотного и ответственного подхода к подбору компонентов и технологическому процессу производства.
Дюралевый пруток
Физические свойства алюминия зависят от его чистоты
Таблица физических свойств алюминия |
|
Температура плавления Тпл, °С | 660 |
Температура кипения Ткип, °С | 2 327 |
Скрытая теплота плавления, Дж/г | 393,6 |
Теплопроводность l , Вт/м град (при 20° С) | 228 |
Теплоемкость Ср, Дж/(г · град) (при 0–100°С) | 0,88 |
Коэффициент линейного расширения α × 10-6, 1/°С (пр°С) | 24,3 |
Удельное электросопротивление ρ × 10-8, Ом× м (при 20°С) | 2,7 |
Предел прочности σ в, МПа | 40–60 |
Относительное удлинение δ , % | 40–50 |
Твердость по Бринеллю НВ | 25 |
Модуль нормальной упругости E , ГПа | 70 |
Плотность алюминия
Плотность твердого и расплавленного алюминия снижается по мере увеличения его чистоты: Плотность алюминия при 20°С
Степень чистоты, % | 99,25 | 99,40 | 99,75 | 99.97 | 99,996 | 99.9998 |
Плотность при 20°С, г/см3 | 2,727 | 2,706 | 2,703 | 2,6996 | 2,6989 | 2,69808 |
Плотность расплавленного алюминия при 1000°С
Степень чистоты, % | 99,25 | 99.40 | 99.75 |
Плотность, г/см3 | 2,311 | 2,291 | 2,289 |
Температура плавления и кипения.
В момент плавления алюминия возрастает объем металла: для алюминия чистотой 99,65 % — на 6,25%, для более чистого металла — на 6,60 %. По мере повышения степени чистоты алюминия температура его плавления возрастает: Зависимисть температуры плавления алюминия от чистоты
Степень чистоты, % | 99,2 | 99,5 | 99,6 | 99,97 | 99,996 |
Температура плавления, °С | 657 | 658 | 659,7 | 659,8 | 660,24 |
Теплопроводность алюминия
Теплопроводность алюминия повышается с увеличением степени его чистоты. Для технического алюминия (99,49 и 99,70%) теплопроводность при 200°С равна соответственно 209 и 222 Вт/(м×К). Для электролитически рафинированного алюминия чистотой 99,9% теплопроводность при 190°С возрастает до 343 Вт/(м×К). Примеси меди, магния и марганца в алюминии снижают его теплопроводность. Например, добавка 2 % Mn к алюминию снижает теплопроводность с 209 до 126 Вт/(м×К).
Электропроводность алюминия
Алюминий отличается высокой электропроводностью (четвертое место среди металлов — после серебра, меди и золота). Удельная электропроводность алюминия чистотой 99,99 % при 20°С равна 37,9 мкСм×м, что составляет 63,7% от электропроводности меди . Более чистый алюминий обладает электропроводностью, равной 65,9% от электропроводности меди. На электропроводность алюминия влияет ряд факторов: степень деформации, режим термической обработки и т. д., решающую же роль играет природа примесей, присутствующих в алюминии. Примеси по их отрицательному влиянию на электропроводность алюминия можно расположить в следующий ряд: Cr, V, Mn, Ti, Mg, Ag, Сu, Zn, Si, Fe Ni. Наиболее отрицательное влияние на электросопротивление алюминия оказывают примеси Сг, V, Мп и Ti . Поэтому в алюминии для электротехнической промышленности сумма Cr+V+Mn+Ti не должна превышать 0,015% (марка А5Е) и даже 0,01 % (А7Е) при содержании кремния соответственно 0,12 и 0,16 %.
Влияние примесей на электропроводность алюминия
Основными примесями в алюминии являются кремний, железо, медь, цинк и титан. При малых содержаниях кремния в алюминии (0,06%) величина Fe : Si (в пределах от 0,8 до 3,8) сравнительно мало влияет на его электросопротивление. При увеличении содержания кремния до 0,15—0,16% влияние Fe : Si возрастает. Ниже приведено влияние Fe : Si на электропроводность алюминия: Влияние Fe : Si на электропроводность алюминия
Fe : Si | 1,07 | 1,44 | 2,00 | 2,68 | 3,56 |
Удельное электросопротивление алюминия, ×10-2 мкОм·мм: | |||||
нагартованного | 2,812 | 2,816 | 2,822 | 2,829 | 2,838 |
отожженного | 2,769 | 2,771 | 2,778 | 2,783 | 2,788 |
Удельное электрическое сопротивление отожженной алюминиевой проволоки (ρ, мкОм·м) при 20°С в зависимости от содержания примесей можно приблизительно определить по следующей формуле: ρ=0,0264+0,007×(% Si)+0,0007×(% Fe) + 0,04×.
Отражательная способность
С повышением степени чистоты алюминия возрастает его способность отражать свет от поверхности. Так, степень отражения белого света от прокатанных алюминиевых листов (фольги) в зависимости от чистоты металла, возрастает следующим образом: для Аl 99,2%—75%, Аl 99,5%—84% и для Аl 99,8%—86%. Поверхность листа, изготовленного из электролитически рафинированного алюминия чистотой 99,996%, отражает 90% падающего на него белого света.
www.metmk.com.ua
Химический состав
Особые свойства данного сплава обусловлены компонентами материала. Химический состав дюралюминия в процентах включает:
- алюминий (около 93%);
- медь (3,5-5,5%);
- марганец (0,6%);
- магний (0,5-0,8%);
- иные примеси (железо, цирконий, бериллий, хром, литий, титан, кремний, хром).
Cu, Mn, Mg служат главными компонентами сплава, придающими материалу особые эксплуатационные свойства. Дюраль впервые удалось получить случайно, при ошибочном смешивании составляющих в ходе научного эксперимента.
Дюралевые листы
Включение в состав сплава других составляющих способно изменить свойства материала не в лучшую сторону, поэтому их содержание необходимо строго контролировать. При избытке иных примесей конечный материал теряет пластичность, обретает склонность к появлению трещин.
- Наличие циркония отрицательно влияет на устойчивость сплава к коррозии, бериллий повышает прочность материала, препятствуя его окислению.
- Включение в состав сплава лития повышает модуль упругости, но уменьшает плотность.
- Добавление хрома позволяет повысить температуру рекристаллизации сплава, а также его способности к саморазрушению.
- Титан и бор применяются для измельчения зерна литого металла в качестве модифицирующих компонентов.
Первое время дюраль выпускали в обычных условиях, что приводило к слабому соединению элементов. С началом военных действий в Европе спрос на стратегически важный конструкционный сплав стремительно вырос. Это повлекло за собой разработку новых производственных технологий для более качественного соединения составляющих сплава.
Результатом многочисленных исследований стало построение новой технологической цепочки:
- медленный нагрев (около 3 часов) при температурном режиме 500 градусов Цельсия;
- стремительное охлаждение при помощи воды (или селитры) для улучшения степени прочности.
Следует знать, что состав сплава может отличаться с учетом назначения материала и используемой технологии производства.
Использование дюралюминия
Это семейство сплавов, по сути, базовый материал, применяемый в строительстве авиационной и космической техники. Это его использования началось в начале ХХ века при сооружении первых дирижаблей.
В наши дни на практике используется больше десяти марок этого сплава. При сооружении авиационной техники чаще используют материал под названием Д16т. В его состав состоит из девяти веществ — никель, титан, в качестве легирующих составляющих применяют медь, кремний и пр. Но при всем. Доля алюминия остаётся неизменной — 93%.
При выборе материала для деталей и узлов технолог должен помнить, что далеко не все дюрали хорошо свариваются или паяются. В таком случае для сборки деталей из него применяют заклепки. Такие операции широко распространения при сборке фюзеляжей и плоскостей при строительстве самолетов, водного транспорта всех типов. Так, небольшая лодка, применяемая для своих целей, может прослужить ее хозяину на 20 лет больше.
С другой стороны, некоторые марки дюралюминия хорошо свариваются при использовании аппаратов аргонной сварки.
Кстати, еще в ХХ веке велись опытные работы по использованию дюралей в автомобильной отрасли. Из него изготавливают кузова автобусов, некоторых марок легковых и спортивных автомобилей. Само собой дюрали применяют и в силовых узлах.
Некоторые марки этого сплава применяют для производства труб, которые устанавливают на судах, авиационной технике, автомобилях.
Свойства дюраля позволили его использовать и в пищевой промышленности, например, из дюралевой фольги производят фантики для конфет и шоколада.
Нельзя забывать и том, что многие домохозяйки применяют кухонную утварь, выполненную из этого материала.
Низкий вес дюраля позволяет его применение при выполнении буровых работ. Все дело в том, дюралюминий в 3 — 4 раза легче стали. Кроме этого трубы из дюралюминия проще переносят вибрацию, которая неизменно возникает при выполнении буровых работ.
Отдельного разговора требует применения дюраля в строительной отрасли. Его применяют для производства облицовочных материалов, различных ограждающих конструкций и пр.
Что нельзя готовить в алюминиевой посуде
Из-за риска повреждения оксидной пленки не рекомендуется в такой посуде готовить блюда, которые могут спровоцировать кислую или щелочную реакцию. Если алюминиевая посуда не имеет дополнительного керамического или тефлонового покрытия, лучше не варить в ней блюда из кислых овощей, соленую рыбу, не делать фруктовые компоты.
Еду в таких кастрюлях и сковородках лучше не хранить. Даже если вы используете для приготовления салата алюминиевую мисочку, лучше на стол подать еду в глубокой керамической тарелке.
Зато в алюминиевой утвари даже рекомендуется варить макароны, картофель, овсянку и другие каши, отваривать говядину, делать уху из рыбы. Продукты не прилипают к стенкам.
Технологические свойства дюрали
В зависимости от химического состава и применяемого метода изготовления технологические свойства дюрали могут существенно отличаться. ГОСТа именно для этого металла пока нет.
Среди технологических свойств следует отметить нижеприведенные моменты:
- Низкая стоимость, которая обуславливается простой технологией производства. Тот момент, что компоненты не нужно разогревать до экстремально высоких температур определяет существенное удешевление материала. Также на стоимости благоприятно отражается возможность проведения производства в обычной среде.
- Небольшой вес. Рассматривая химический состав можно отметить, что большая часть состава представлена алюминием. Этот металл известен своей легкостью.
- Высокие показатели температуры плавления позволили использовать сплав дюраль при производстве различных элементов самолетов и другой техники. Температура плавления дюралюминия около 650 градусов Цельсия. При этом обычный алюминий плавится уже при более низких температурах, что приводит к изменению основных технологических качеств и деформации изделий.
- Плотность дюралюминия составляет 2,5 грамма на кубический сантиметр (у стали на каждый кубический сантиметр приходится 8 грамм). Именно этот показатель определяет существенно снижение веса изготавливаемых деталей. Данный показатель может варьироваться в относительно небольшом диапазоне, достигать значения 2,8 грамм на кубический сантиметр.
- Статическая прочность дюралюминия достаточно высока, что определяет устойчивость к разовой нагрузке. Именно поэтому сплав применяется при изготовлении различных ответственных деталей. Проведенные исследования указывают на то, что разрушить подобный материал довольно сложно.
Однако есть и один недостаток – относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Разрушение сплава блокируют путем нанесения защитного покрытия, что несколько повышает стоимость сплава.
Детали из дюрали
Дюралюминий Д16 получил достаточно широкое распространение. Отличные эксплуатационные качества он демонстрирует при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что уже при температуре 80 градусов Цельсия появляются признаки образования межкристаллической коррозии.
В последнее время в чистом виде дюралюминий практически не применяется. Это связано не только с высокой вероятностью появления коррозии, но и другими недостатками алюминиевого сплава. Для повышения эксплуатационных качеств сегодня выполняют следующее улучшение:
- Закалку в естественных условиях. При маркировке указывается буква «Т».
- Выполняют процедуру искусственного старения, что также отражается на маркировке «Т1».
- Анодирование и покрытие поверхности специальными лаками (в маркировке указывают букву «А»).
Снижение коррозионной стойкости происходит не только по причине повышения температуры, но и механического воздействия
Именно поэтому уделяется внимание дополнительным процедурам увеличения эксплуатационных качеств
Более высокими эксплуатационными качествами обладает сплав под названием ВД95. Кроме этого, данная разновидность сплава проходит процедуру старения, за счет чего существенно повышается потенциал этой разновидности дюралюминия.
Технологические свойства дюрали
В зависимости от химического состава и применяемого метода изготовления технологические свойства дюрали могут существенно отличаться. ГОСТа именно для этого металла пока нет.
Среди технологических свойств следует отметить нижеприведенные моменты:
- Низкая стоимость, которая обуславливается простой технологией производства. Тот момент, что компоненты не нужно разогревать до экстремально высоких температур определяет существенное удешевление материала. Также на стоимости благоприятно отражается возможность проведения производства в обычной среде.
- Небольшой вес. Рассматривая химический состав можно отметить, что большая часть состава представлена алюминием. Этот металл известен своей легкостью.
- Высокие показатели температуры плавления позволили использовать сплав дюраль при производстве различных элементов самолетов и другой техники. Температура плавления дюралюминия около 650 градусов Цельсия. При этом обычный алюминий плавится уже при более низких температурах, что приводит к изменению основных технологических качеств и деформации изделий.
- Плотность дюралюминия составляет 2,5 грамма на кубический сантиметр (у стали на каждый кубический сантиметр приходится 8 грамм). Именно этот показатель определяет существенно снижение веса изготавливаемых деталей. Данный показатель может варьироваться в относительно небольшом диапазоне, достигать значения 2,8 грамм на кубический сантиметр.
- Статическая прочность дюралюминия достаточно высока, что определяет устойчивость к разовой нагрузке. Именно поэтому сплав применяется при изготовлении различных ответственных деталей. Проведенные исследования указывают на то, что разрушить подобный материал довольно сложно.
Однако есть и один недостаток – относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Разрушение сплава блокируют путем нанесения защитного покрытия, что несколько повышает стоимость сплава.
Детали из дюрали
Дюралюминий Д16 получил достаточно широкое распространение. Отличные эксплуатационные качества он демонстрирует при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что уже при температуре 80 градусов Цельсия появляются признаки образования межкристаллической коррозии.
В последнее время в чистом виде дюралюминий практически не применяется. Это связано не только с высокой вероятностью появления коррозии, но и другими недостатками алюминиевого сплава. Для повышения эксплуатационных качеств сегодня выполняют следующее улучшение:
- Закалку в естественных условиях. При маркировке указывается буква «Т».
- Выполняют процедуру искусственного старения, что также отражается на маркировке «Т1».
- Анодирование и покрытие поверхности специальными лаками (в маркировке указывают букву «А»).
Снижение коррозионной стойкости происходит не только по причине повышения температуры, но и механического воздействия
Именно поэтому уделяется внимание дополнительным процедурам увеличения эксплуатационных качеств
Более высокими эксплуатационными качествами обладает сплав под названием ВД95. Кроме этого, данная разновидность сплава проходит процедуру старения, за счет чего существенно повышается потенциал этой разновидности дюралюминия.
Технология производства и применение дюраля
Дюраль можно легко выковать, отлить и обработать в связи с его низкой температурой плавления. Он отжигается при температуре от 350 до 380 C, с последующим охлаждением воздухом. После этого сплав становится пластичным и может быть легко обработан и сформирован в желаемых формах. Затем сплав подвергают термической обработке при температуре от 490 до 510 C для улучшения его свойств растяжения. После этого дюраль гасится и затвердевает.
Дюраль имеет следующие области применения:
- Для изготовления проволоки, прутка и стержней, в местах, где требуется хорошая прочность и обрабатываемость.
- В тяжелых поковках, колесах, плитах, авиационной арматуре, резервуаре космического усилителя и в компонентах подвески, то есть в местах, где требуется высокая прочность, в рабочих зонах при повышенных температурах.
- Для изготовления конструкций самолетов, колес грузовых автомобилей, изделий винтовых станков, заклепок и других конструкционных изделий.
- В качестве листов для панелей кузова.
- В поковках, в поршнях авиационного двигателя, рабочих колесах реактивных двигателей и кольцах компрессора.
- Для изготовления штамповок и листовой продукции.
Дюраль используется для производства самолетов
Метод, который используется для превращения дюралюминия в слитки:
- Сплав подвергается высокому давлению, прежде чем превратится в слитки.
- Процесс включает в себя прокатку, прессование и другие обязательные этапы.
- Затем он преобразуется в пластины, листы, трубы и провода и гасится в воде в течение примерно четырех дней, этот процесс называется естественным старением.
- Иногда он подвергается искусственному старению при температуре около 190 Свтечение нескольких часов.
Технологические свойства
К технологическим особенностям дюралюминия относят простоту его производства, которая обусловлена низкой температурой рабочей среды. При острой необходимости изготовить сплав несложно в бытовых условиях по причине низкой температуры плавления основных компонентов.
Если чистый алюминий начинает плавиться при температуре 660 градусов, то снижение его доли в сплаве до 99% влечет за собой понижение порога плавления до 643 градусов.
Температурный порог, позволяющий приступить к ковке марок Д16, Д16П составляет 450 градусов. Прессованные изделия из сплава этих марок, прошедших закаливание или естественное состаривание, при нагреве до 100 градусов имеют склонность к межкристаллитной коррозии.
Дюралевый материал не рекомендуется подвергать пайке с высокой температурой из-за риска пережога.
К достоинствам материала относят:
- длительный срок эксплуатации;
- устойчивость к химическому, механическому, термическому воздействию;
- высокий уровень статической прочности;
- пригодность к сварке;
- широкую сферу применения.
Возможные сложности
Если свариваемые детали поддаются статическим нагрузкам, то работу можно выполнять плавящимися электродами. Когда в месте шва создаются скручивающие нагрузки, сварку выполняют полуавтоматом или аргонодуговым методом, т.к. они обеспечивают более надежное соединение.
Проблемы возникают при неправильной настройке оборудования. Повышенная продувка сварочной зоны не позволяет шву нормально образоваться, кроме этого, увеличиваются затраты на данный процесс. Если же подача газа недостаточная, то металла в зоне проведения работ вспенивается, а вольфрамовый электрод начинает гореть.
Свойства дюралюминия
Отличные свойства дюралюминия делают его пригодным для применения во многих сферах производства, изготовления деталей, изоляции.
Физико-механические
Особенностью дюралюминия является его легкость при повышенной прочности и термоустойчивости. Так, удельный вес этого металла составляет 2,8 г/м³, тогда как у стали этот показатель равен 8 г/м³. Температура плавления дюралюминия — +500°С.
Технологические
Отличительное свойство дюралюминия представляет легкость его производства. Этот сплав можно сделать даже в бытовых условиях: например, в гараже. Его не нужно нагревать до экстремальных температур. Благодаря несложной технологии изготовления этот металл относительно дешевый.
Сферы применения
Из дюралюминия делают листы, прутки, плиты, проволоку. Эти материалы используют для изготовления различных деталей.
Это интересно: Раскрой металла
Основные области применения:
- Авиатехника. Важным направлением является применение дюраля в самолетостроении и постройке других летательных аппаратов — космических ракет, дирижаблей. Из этого состава делают обшивку, детали рулевой тяги, силовые элементы и т.п.
- Строительство. В этой отрасли широко используются листы, трубы, уголки и пр.
- Автомобилестроение. Из сплава изготавливают кузова, радиаторы и другие детали.
- Буровая промышленность. Из дюралюминия делают круги, буры и пр.
Дюралюминий часто используется в быту, например, в виде фольги для выпечки или обертки конфет.
Виды сплавов
С учетом способа изготовления и воздействия разной температуры могут изменяться параметры дюраля. Существуют такие разновидности металла:
- Алюминий с медью, магнием, добавлением марганца. Иное название – «дюралюмин». При создании не подвергается закалке. Соединения применяют для производства автомобильных радиаторов, герметично закрывающихся баков, труб для изготовления бензопроводов. Из них производят стройматериалы. Сплавы легко свариваются, плохо поддаются ржавчине. Их сложно разрезать. Вместе с тем для защиты от ржавчины необходимо применять дополнительное покрытие.
- Алюминий, магний или марганец. По-другому называют «мангалий». Материал сложен по конструкции. Основной элемент – алюминий, другие компоненты представлены для придания сплаву полезных свойств. Применяется для сборки космических объектов, авиационной техники, скоростных поездов. Слабо подвержен коррозии, легко сваривается. Однако плохо переносит воздействие влажной среды.
- Алюминий, магний и кремний. По-другому называют «авиаль». Хорошо защищен от коррозии, а весит мало. Применяется при высокой влажности, при прохождении электротока. При изготовлении сплав подвергают закаливанию при температуре 525°C. Затем его резко охлаждают с помощью воды – до 20°C. Процедура длится 10 дней.
Свойства дюралюминия
Отличные свойства дюралюминия делают его пригодным для применения во многих сферах производства, изготовления деталей, изоляции.
Физико-механические
Особенностью дюралюминия является его легкость при повышенной прочности и термоустойчивости. Так, удельный вес этого металла составляет 2,8 г/м³, тогда как у стали этот показатель равен 8 г/м³. Температура плавления дюралюминия — +500°С.
Недостатком сплава является повышенная склонность к коррозии в результате воздействия повышенной температуры или нагрузки.
Технологические
Отличительное свойство дюралюминия представляет легкость его производства. Этот сплав можно сделать даже в бытовых условиях: например, в гараже. Его не нужно нагревать до экстремальных температур. Благодаря несложной технологии изготовления этот металл относительно дешевый.
Процедуру литья дюралюминия можно провести в домашних условиях.
Преимущества и недостатки
Существенное достоинство дюралюминия — меньший, чем у стали вес, несмотря на прочность этого материала. Это позволяет использовать его при изготовлении автомобилей, самолетов, ракет для облегчения конструкции.
Важным свойством дюраля является высокая термостойкость, что способствует его применению при производстве радиаторов.
Дюралюминий более устойчив к вибрациям, чем сталь. Благодаря этому он широко используется при изготовлении бурового оборудования.
Это интересно: Фрезерные работы
Среди недостатков — высокая чувствительность к коррозии. Не все типы дюраля пригодны для сварки.