|
|
Конструкционные высокопрочные сплавы на основе системы Аl—Zn—Mg—Cu (алюминий-цинк-магний)
Химический состав (%) сплавов на основе системы алюминий-цинк-магний
| Сплав |
Основные компоненты |
Примеси (не более) |
| Zn |
Mg |
Сu |
Мn |
Сг |
Другие |
Fe |
Si |
Мn |
Ti |
Прочие |
| Каждая |
Сумма |
| В93 |
6,3-7,3 |
1,6-2,2 |
0,8-1,2 |
- |
- |
Fe 0,2-0,45 |
- |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
| В94 |
5,9-6,8 |
1,2-1,6 |
1,8-2,4 |
- |
- |
Ti 0,02-0,08 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
0,1 |
| В95 |
5,0-7,0 |
1,8-2,8 |
1,4-2,0 |
0,2-0,6 |
0,1-0,25 |
- |
0,5 |
0,5 |
- |
0,05 |
0.05 |
0,1 |
| В96 |
7,6-8,6 |
2,5-3,2 |
2,2-2,8 |
0,2-0,5 |
0,1-0,25 |
- |
0,5 |
0,3 |
- |
0,05 |
0,05 |
0,1 |
| В96ц |
8,0-9,0 |
2,3-3,0 |
2,0-2,6 |
- |
- |
Zr 0,1-0,2 |
0,4 |
0,3 |
0,1 |
0,03 |
0,05 |
0,1 |
| 1915 |
4,0-5,0 |
1,0-1,8 |
0,1 |
0,2-0,7 |
0,06-0,2 |
Zr 0,08-0,2 |
0,4 |
0,35 |
- |
0,01-0,06 |
0,05 |
0,1 |
| 1925 |
3,4-4,0 |
1,3-1,8 |
0,8 |
0,2-0,7 |
0,2 |
Zr 0,1-0,2 |
0,7 |
0,7 |
- |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
Цинк, магний и медь образуют с алюминием и между собой твердые растворы и различные металлические соединения — MgZn2, S(Al2CuMg), T(Mg4Zn3Al3), играющие большую роль в упрочнении сплава при его термической обработке. В сплавах данного типа особенно важной является фаза T, находящаяся в равновесии с твердым раствором а (см. диаграмму Al—Mg—Zn на рис).
Марганец и хром усиливают эффект старения и повышают коррозионную стойкость сплава; марганец, кроме того, способствует получению мелкозернистой структуры, затрудняет выделение металлических фаз по границам зерен твердого раствора, а также несколько повышает прочность сплава; при этом особенно повышается прочность прессованных изделий, что характеризует так называемый «пресс-эффект». Пресс-зффект связывают с выделением мелкодисперсных частиц марганцовистой фазы или образованием блоков внутри зерен твердого раствора.
Максимальные значения прочности полуфабрикатов из сплавов на основе системы А1—Zn—Mg—Си достигаются при температурах закалки 460—475°С с последующим искусственным старением. Режимы старения: сплава В93 — ступенчатый (120°С — 3 ч + 165°С — 4 ч); сплава В94 — ступенчатый (100° С — 3 ч + 165°С — 3 ч); сплава B95*— плакированные листы — 120° С 24 ч; сплавов В95 — неплакированные полуфабрикаты, В96, В96ц - 135-145°С в течение 16 ч или ступенчатый (120°С — 3 ч + 160°С - 3 ч).
Сплавы на основе системы А1—Zn—Mg—Си обладают высокой прочностью и пониженной пластичностью. Чувствительны к надрезам. в закаленном и искусственно состаренном состоянии, отличаются удовлетворительной общей коррозионной стойкостью, однако склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением (в особенности сплавы В96 и В96ц). Коррозионная стойкость естественно состаренных сплавов неудовлетворительная. Детали из этих сплавов следует анодировать и защищать лакокрасочными покрытиями.
Недостатками сплавов типа В95 являются пониженная пластичность, повышенная чувствительность к концентрации напряжений, большая анизотропия свойств в поперечном и продольном направлении волокон и склоннюсть к коррозии под напряжением. Однако при правильной обработке, рациональном применении в конструкции и надлежащей защите от коррозии эти недостатки могут быть успешно устранены.
Сплав В95 хорошо сваривается точечной сваркой; сплавы В96 и В96ц удовлетворительно свариваются аргонодуговой сваркой. Пластичность сварного шва пониженная.
Все сплавы на основе системы Al—Zn–Mg—Си хорошо обрабатываются резанием.
Сплавы В93, В95, В96, В96ц применяют для изготовления нагруженных силовых деталей и конструкций в различных отраслях техники. Сплав В94 применяют для изготовления заклепок и заклепочной проволоки.
При длительной эксплуатации рабочие температуры изделий из сплавов на основе системы Al—Zn—Mg—Сu не должны превышать 100°С.
Характеристики механических свойств полуфабрикатов из сплава В95
|
| Полуфабрикат |
Состояние материала |
σв |
σ0,2 |
δ % |
| кгс/мм² |
| Не менее |
Листы плакированные толщиной, мм *:
0,5–10,0 |
Отожженные |
25 |
- |
10 |
| 0,5–1 9 |
Закаленные и искусственно состаренные |
49 |
41 |
7 |
| 2,0–6,0 |
50 |
42 |
7 |
| 6,1–10,0 |
50 |
42 |
6 |
| 1,2–6,0 |
Закаленные и искусственно состаренные, особо прочные** |
63 |
46 |
6 |
| 6,1–10,0 |
53 |
46 |
5 |
Профили с толщиной стенки, мм:
≤10 |
Закаленные и искусственно состаренные |
50 |
45 |
6 |
| ≥10 |
52 |
47 |
6 |
Прутки прессованные диаметром, мм:
≤22 |
50 |
40 |
7 |
| 23–100 |
54 |
43 |
6 |
| 300 |
50 |
43 |
5 |
Трубы прессованные с толщиной стенки, мм:
5–20 |
50 |
38 |
7 |
| ≥20 |
52 |
41 |
5 |
Механические свойства листов по ГОСТ 21631-76
|
| Марка алюминия и алюминиевого сплава и плакировка |
Состояние материала листов |
Обозначение
сплава и состояние материала |
Состояние испытываемых образцов |
Толщина листа, мм |
Механические свойства при растяжении |
Временное сопротивление σв, МПа
(кгс/мм²) |
Предел текучести σв, МПа
(кгс/мм²) |
Относительное удлинение при l=11,3√F*
δ % |
| Не менее |
| В95А |
Отожженные |
В95AM |
Отожженные |
От 0,5 до 10,5 |
Не более 245 (25,0) |
— |
10,0 |
| Закаленные и искусственно состаренные |
В95АТ1 |
Закаленные и искусственно состаренные |
От 0,5 до 1,9 |
480(49,0) |
400(41,0) |
7,0 |
| Св. 1,9 до 6,0 |
490 (50,0) |
410(42,0) |
7,0 |
| 6,0 до 10,5 |
490 (50,0) |
410(42,0) |
6,0 |
| Без термической обработки |
В95А |
Закаленные и искусственно состаренные |
От 5.0 до 10,5 |
490 (50,0) |
410(42,0) |
6,0 |
В95—2А,
В95—2Б, В95— 1А, В95— 1, АКМБ, АКМА, АКМ |
Отожженные |
В95-2АМ,
В95-2БМ,
В95-1АМ,
АКМБМ, АКМАМ, АКММ |
Отожженные |
От 1,0 до 10,5 |
Не более 245
(25,0) |
— |
10,0 |
В95-2А,
В95—2Б,
В95-1А,
В95— 1,
АКМБ,
АКМА,
АКМ |
Нагартованные |
АКМАН |
Нагартованные |
От 0,8 до 4,0 |
Не испытываются |
| Закаленные и естественно состаренные |
В95-2АТ,
В95-1АТ,
АКМАТ |
Закаленные и естественно состаренные |
От 1,0 до 10,5 |
315(32,0) |
— |
10,0 |
| Без термической обработки |
В95-2А |
Без термической обработки |
От 5,0 до 10,5 |
315(32,0) |
— |
10,0 |
В95-1А, В95-1, АКМА |
Не испытываются |
| 1915 |
Отожженные |
1915М |
Отожженные |
От 1,0 до 4,5 |
Не более 245 (25,0) |
— |
10,0 |
| Закаленные и естественно состаоенные |
1915Т |
Закаленные и естественно состаренные в течение 30—35 суток |
От 1,0 до 10,5 |
315 (32,0) |
195(20,0) |
10,0 |
| Закаленные и естественно состаренные |
1915Т |
Закаленные и естественно состаренные в течение 2-4 суток |
От 1,0 до 10,5 |
275(28,0) |
165(17,0) |
10,0 |
| Без термической обработки |
1915 |
Закаленные и естественно состаренные в течение 30-35 суток |
От 5,0 до 10,5 |
315(32,0) |
195(20,0) |
10,0 |
| Без термической обработки |
1915 |
Закаленные естественно состаренные в течение 2-4 суток |
От 5,0 до 10,5 |
265(27,0) |
165(17,0) |
10,0 |
| ВД1А, ВД1Б, ВД1 |
Отожженные |
ВД1АМ, ВД1М,
ВД1БМ |
Отожженные |
От 0,8 до 10,5 |
Не более 245 (25,0) |
— |
10,0 |
| Закаленные и естественно состаренные |
ВД1АТ, BД1T, ВД1БТ |
Закаленные и естественно состаренные |
От 0,8 до 10,5 |
335(34,0) |
— |
12,0 |
|