Жаропрочные сплавы на основе системы Аl—Сu—Мn

Д20, Д21(1210), 1201.

Сплавы упрочняются закалкой и искусственным старением и прак­тически не упрочняются при естественном старении. Низкотемператур­ное старение сплава Д20 (t=165°С-175°С) применяют для получения высоких механических свойств полуфабрикатов при комнатной температуре, а для обеспечения высокой жаропрочности применяют старение при повышенных температурах (200—220°С). Для предотвращения поводок и коробления закалку тонкостенных сложных по конфигурации деталей рекомендуется проводить в кипящей воде. Отжиг производят при температуре 350—370° С, охлаждение — на воздухе.
Сплавы Д20 и Д21 характеризуются высокими технологическими свойствами при обработке давлением (ковке, штамповке, прокатке и прессовании).
Сплавы отличаются низкой коррозионной стойкостью. Стойкость плакированных листов из сплава Д20 ниже, чем листов из сплава Д16. Изделия следует анодировать и защищать лакокрасочными покрытиями.
Сплав Д20 удовлетворительно сваривается точечной, роликовой и аргонодуговой сваркой с присадкой проволоки из сплава Д20. Обрабатываемость резанием сплавов удовлетворительная.
Сплавы систем А1—Си—Мп характеризуются хорошей способностью к сварке плавлением. Титан, цирконий и ванадий мало изменяют свойства сплавов при комнатной температуре, но измельчают зерно, повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность, повышают пластичность сварного шва. Примеси железа и кремния при содержаниях более 0,3% ухудшают свойства сплавов. Магний в пределах 0,25—0,35% повышает прочностные характеристики сплава при комнатной температуре и его жаропрочность, однако резко ухудшает свариваемость. В свариваемых сплавах допустимая концентрация магния не превышает сотых долей процента.
Сплавы применяют для изготовления изделий, длительно работающих при повышенных температурах, например деталей двигателей, а также для силовых элементов различных конструкций. Сплав Д20 применяют также для изготовления сварных изделий, емкостей, баллонов и других, работающих при комнатной температуре или кратковременно при повышенных температурах. Сплав 1201 применяют в криогенной технике, при изготовлении баков ракеты "Энергия"
Сплав Д20 сваривается, и по длительной прочности при 250—350° превосходит сплавы Д16 и ВД17, однако он менее прочен при 20°. Из него изготовляют диски и лопатки компрессоров, а также сварные детали и емкости, работающие при температурах до 350°. Сплав Д21 используется в условиях нагрева до температуры 250°; он имеет по сравнению со сплавом ВД17 более высокий предел текучести при комнатной температуре и особенно рекомендуется для длительной работы при 150°. Сравнительные преимущества отдельных сплавов видны из рис.(Б.К.Вульф, К.П.Ромадин "АВИАЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ", «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва-1967), где показано изменение их свойств при различных температурах после выдержки в течение 100 час.

Режимы термической обработки сплавов Д20 и Д21

Характеристики механических свойств полуфабрикатов из сплава Д20

Характеристики механических свойств штамповок и поковок
массой до  100 кг из сплавов Д20 и Д21
в закаленном и искусственно состаренном состоянии