Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Интересные и полезные статьи.

Алюминий Д16Т - это нужно знать.     

Д16 - это сплав алюминия с магнием и медью. Такие сплавы именуются дюралями, а дюрали применяются в качестве конструкционных сплавов в авиационной и космической промышленности, благодаря их прочности и относительной лёгкости. Продажа алюминиевого проката. 

В чистом виде Д16 применяется редко, так как в не закалённом состоянии обладает меньшей прочностью и твёрдостью, чем АМг6 и в то же время уступает ему по коррозионной стойкости и свариваемости. Но детали из Д16 с поперечным сечением не более 100-120 мм можно закалить и состарить уже после их изготовления. В большинстве же случаев в продаже присутствуют уже упроченные и состаренные естественным методом полуфабрикаты, маркируемые Д16Т.

 Сплав классифицируется как прочный термоупрочняемый, но не предназначен для сварки. Однако, его можно сваривать точечной сваркой, хотя в большинстве случаев детали из него закрепляются с помощью креплений. Также из Д16 могут изготавливать и сами крепления в виде заклёпок с антикоррозионным покрытием. Сплав легко обрабатывается резанием.

 Свойства материала Д16

Д16 - это термоупрочняемый деформируемый сплав алюминия, который имеет химический состав по ГОСТ 4784-97

Благодаря низкой тепло и электропроводности этот материал хорошо проявляет себя при температуре свыше 120 °C и до 250 °C, однако не допускается его использовать даже кратковременно при температуре выше 500 °C. Он не склонен к образованию трещин, но при повышении температуры выше 80 °C склонен к образованию межкристаллитной коррозии, что накладывает определённые ограничения на его применение. Однако искусственное состаривание позволяет избежать образования коррозии, с одновременным уменьшением прочности и пластичности.

Д16Т обладает высокой твёрдостью и прочностью, но уступает по этим параметрам заготовкам из сплава ВД95Т1 в особо твёрдом состоянии после искусственного старения и закалки. Но при повышении температуры выше 120 °C Д16Т проявляет лучшие механические свойства и не имеет себе равных в пределах до 250 °С. Кроме того следует отметить, что ВД95 склонен к коррозии под напряжением, так что не всегда удаётся использовать весь потенциал этого материала до конца.

Большинство дюралей имеет склонность к коррозии больше чем другие сплавы алюминия. По этой причине изделия из дюралей плакируют 2-4% слоем технического алюминия, либо покрывают лаком. Однако учитывая иногда высокие температурные режимы работы деталей из дюралей, в большинстве случаев предпочтительнее плакировка и анодирование, что и сказывается на выборе листовой продукции, выпускаемой под плакировкой. Кроме того, Д16Т плохо поддаётся сварке и может свариваться только точечной сваркой, поэтому в большинстве случаев закрепляется с помощью заклёпок и других разъёмных и неразъёмных соединений.

 Форма выпуска. 

Как уже было сказано ранее, Д16 в чистом виде, хотя применяется, но редко. А невысокая стойкость к коррозии диктует необходимость в плакировке металлопроката. Соответственно, выпускаются полуфабрикаты из Д16 следующих видов:

 

  • В чистом виде,
  • Т - закалённые и естественно состаренные,
  • Т1 - искусственно состаренное состояние.
  • М - отожжённые,
  • Плакированные (прим. Д15ТА)

Из Д16 производят:

  • Плиты Д16Т,
  • Листы Д16АТ,
  • Прутки Д16Т,
  • Уголки Д16,
  • Листовой алюминий.

 Прутки диаметром до 100 мм производятся в естественно-состаренном виде в состоянии Т иногда отожжённые - М, а листы - плакированные в состоянии М или Т, в зависимости от области применения.

 

Область применения. 

Д16Т - это конструкционный термоупроченный и естественно состаренный сплав в заготовке, который применяется в различных областях народного хозяйства.

Его применяют и для изготовления силовых элементов конструкций в авиатехнике: деталей обшивки, каркаса, шпангоутов, нервюр, тяги управления, лонжерон.

Также из него выпускают и детали работающие при температуре в пределах 120-230 ° C — по ГОСТу.

Он применяется и в автомобильной промышленности для изготовления кузовов, труб и других достаточно прочных деталей.

Д16Т применяют для изготовления заклёпок с высокой прочностью на срез. Эти же заклёпки применяются для крепления других более мягких алюминиевых деталей, например, из магналия АМг6.

 

Военная приемка жжет. 

ОАО "Завод авиационных профилей и проката"в гостях у Российского союза поставщиков металлопродукции (РСПМ). Рейтинг металлоторговцев в России. (Январь 2016).

Наш ответ Чемберлену. 

У нас берут В95ПЧТ2, тем не менее, мы бы хотели рассказать Вам об интересной статье «СТРУКТУРНАЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ ИСОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ СПЛАВА В95ПЧТ2 ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ».

В авиастроении и некоторых других отраслях промышленности нашли применение алюминиевые сплавы. Многие изделия из данного сплава в процессе эксплуатации подвергаются воздействию циклических нагрузок при разных температурах. Поэтому изучение кинетики усталостного разрушения материала с учетом накопления структурной повреждаемости, появления макротрещины и последующего ее роста по сечению детали вплоть до окончательного разрушения является актуальным и представляет, как практический, так и теоретический интерес. В работе исследовался деформированный на 1,7% в свежезакаленном состоянии и искусственно состаренный катаный алюминиевый сплав В95пчТ2. Показано, что по изменению прогиба образца в процессе циклического нагружения можно оценивать развитие повреждаемости материала на всех этапах усталости: от зарождения макротрещин до их распространения, вплоть до полного разрушения. Повышение температуры испытания алюминиевого сплава приводит к уменьшению периода до зарождения усталостных трещин, возрастанию скорости их развития и понижению циклической долговечности. Получены уравнения кривых усталости сплава для исследованных температур, позволяющие прогнозировать циклическую долговечность с коэффициентом корреляции не ниже 0,924. Ключевые слова: алюминиевый сплав, температура, упрочнение, повреждаемость, фрактография, микроструктура, циклическая долговечность, сопротивление усталости. 

Алюминиевый сплав В95пчТ2 нашел применение в авиастроении и некоторых других отраслях промышленности. Многие изделия из данного сплава в процессе эксплуатации подвергаются воздействию циклических нагрузок при разных температурах, результатом которых может стать усталостное разрушение, которое может привести к авариям и человеческим жертвам. Поэтому изучение кинетики усталостного разрушения материала с учетом накопления структурной повреждаемости, появления макротрещины и последующего ее роста по сечению детали вплоть до окончательного разрушения является актуальным и представляет, как практический, так и теоретический интерес. Развитие процесса усталостного разрушения металлических материалов состоит из трех этапов: зарождения, развития усталостной макротрещины и быстрого долома [7]. Их длительность и характер зависят от сформированной соответствующими режимами технологической обработки структуры материала. Ранее было показано [8], что важной интегральной характеристикой поведения металлов и сплавов в процессе циклического нагружения (в совокупности с металлографическими, фрактографическими и другими методами анализа кинетики процесса усталостного разрушения) являются кривые изменения текущего прогиба образцов. Они позволяют определить момент появления усталостной трещины и оценить скорость ее последующего развития. 

Материалы иметоды исследования.

В работе использовалась комплексная методика экспериментальных исследований. Она включала испытания при циклическом нагружении в условиях разных температур, изучение исходной микроструктуры и ее изменение на поверхности образцов при усталости на оптическом и электронном уровне, исследование процесса разрушения, измерение текущего прогиба образцов; фрактографический анализ изломов образцов и др. Для исследования был выбран деформированый на 1,7% в свежезакаленном состоянии и искусственно состаренный катаный алюминиевый сплав В95пчТ2: закалка с 465-475 °С (выдержка 1 ч), вода, правка (растяжение в свежезакаленном состоянии 1,7%); старение (12ОоС, 5ч, 180 °С, 6 ч). Цилиндрические стандартные образцы сплава В95пчТ2 испытывались на растяжение на машине ZD 10/90 со скоростью деформации 2∙10-3 с–1. На усталость при комнатной температуре цилиндрические образцы нагружались при частоте 50 Гц по схеме консольного кругового изгиба на машине МИП-8, переоборудованной для нагружения грузами и оснащенной фазосинхронизатором и оптическим микроскопом (х37) со стробоскопическим освещением для наблюдения за развитием процесса усталостного разрушения. Усталостные испытания при пониженных и повышенных температурах проводились в специальных криокамерах и печах сопротивления [8]. Математическое планирование экспериментов и статистический анализ их результатов проводились с рекомендациями ГОСТ 23026-78 и ГОСТ 25502-79. Построение КДУР осуществлялось по методу графического дифференцирования.

Результаты исследования иих обсуждение.

В процессе циклического нагружения при всех амплитудах сплав В95пчТ2 раз- упрочняется. На рис. 1 приведены фотографии изменения структуры травленой поверхности образца катаного алюминиевого сплава В95пчТ2 после различного числа циклов нагружения N/Nр (σа = 248 МПа, Np = 4,27·104 циклов): а) исходное состояние; зерна вытянутые в направлении прокатки (вдоль оси образца); б) 2,4%. В некоторых зернах появляются отдельные полосы скольжения, ориентированные вдоль волокон прокатки; в) 7,4%. Появляются плотные волокнистые линии скольжения; г) 14,8%. В отдельных зернах появляются волнистые микротрещины, перпендикулярные направлению деформации зерна; д) 29,3%. По границам зерен наблюдается множество пересекающихся микротрещин; е) 51,0%. Почти во всех зернах опасного сечения образца наблюдается пересечение микротрещин, скапливающихся преимущественно по границам зерен; ж) 73,8%. Микротрещина, проходящая по телу зерен в направлении, перпендикулярном оси образца; з) 96,0%. Развитая микротрещина. Выделение частиц упрочняющей марганцовистой фазы при искусственном старении сплава, а также взаимодействие растворенных примесей с дислокациями при деформационном старении обусловливают его высокое сопротивление развитию трещин. Однако концентрация напряжений, возникающая у частиц второй фазы или по границам зерен, вызывает образование микропор, которые, в конечном итоге, сливаются в макропоры [4, 5, 7]. Усталостные микротрещины появляются в коротких полосах скольжения, ориентированных вдоль волокон прокатки. Характер усталостного разрушения материала в некоторой степени обусловливается вели- чиной э.д.у. Так, например, если в латунных и медных образцах (э.д.у. 0,007 и 0,070 Дж/ м2 соответственно) разрушение преимущественно межкристаллитное [3], то в образцах из алюминиевого сплава В95пчТ2 (э.д.у. = 0,200 Дж/м2 ) усталостная трещина распространяется по телу зерна. С увеличением циклической долговечности абсолютное значение текущего прогиба образцов при усталости уменьшается. Процесс разрушения металлических материалов под воздействием циклических нагрузок включает в себя три основные стадии: инкубационный период до появления макротрещины, ее рост и быстрый долом. Они существенным образом зависят от структуры материала, обусловленной предварительной технологической обработкой, а также условиями испытания, в данном случае – температурой [2, 3, 6]. Подобное явление наблюдалось в работе [9], где на образцах из Cu и сплавов Cu – Zn, Cu – Al и Сu – Al – Fe отмечалось, что с понижением энергии дефекта упаковки материалов сопротивление их внутризеренному разрушению при усталости повышается, а сопротивление межзеренному разрушению уменьшается. Несколько иначе ведут себя образцы из деформированного на 1,7% в свежезакаленном и состаренном состоянии алюминиевого сплава В95пчТ2. Текущий прогиб этих образцов с первых же циклов нагружения увеличивается, и только в некоторых зернах появляются редкие полосы скольжения. Затем наступает период стабилизации изменения прогиба образца, в течение которого заметно усиливается скольжение по первичным и вторичным плоскостям скольжения и образуются микротрещины.

При этом следы скольжения имеют волнистый характер, что свойственно металлам с высокой энергией дефекта упаковки, как следствие поперечного скольжения [7]. Появлению на поверхности образца макротрещины длиной ~1,0 мм соответствует момент более заметного возрастания прогиба образца, который достигает значительной величины при отношении l тр /d » 0,15. Установлено, что период до зарождения усталостной трещины у алюминиевого сплава при σa = 200 МПа Nз.тр. составляет 2. 105 циклов, а скорость роста трещины 0,106 мкм/ цикл. И затем, когда оставшееся «живое» сечение образца становится сопоставимым с внешней приложенной нагрузкой, происходит катастрофическое разрушение. Такое поведение алюминиевого сплава В95пчТ2 можно объяснить [10] выделением частиц упрочняющей фазы (дисперсионное твердение) в процессе искусственного старения у сплава В95пчТ2, препятствующих движению дислокаций в материале, а также деформационным старением – взаимодействием (блокированием) растворенных примесей с дислокациями (атмосферы Коттрела) и с растянутыми дислокациями (атмосферы Сузуки) – в процессе циклического и предварительного статического нагружения, что приводит к более позднему зарождению усталостных трещин и более медленному их распространению и, в конечном счете, способствует увеличению сопротивления материалов усталостному разрушению [7].

При этом усталостная трещина в образцах из алюминиевого сплава В95пчТ2 с высокой э.д.у. (0,2 Дж/м2 ) проходит по телу зерна. Подобные результаты были получены ранее Мак Эвели и Бекофеном на образцах из Сu и сплавов Си-Zn, Cu-Al, где также показано уменьшение сопротивления межзеренному и повышение сопротивления внутризеренному разрушению с понижением величины э.д.у. исследованных материалов. КДУР алюминиевого сплава В95пчТ2, деформированного (1,7%) в свежезакаленном состоянии и состаренного располагается значительно ниже, чем, например, для отожженной Ml, у которой э.д.у. = 0,07 Дж/м2 [4, 7]. На рис. 3 приведены кривые усталости алюминиевого сплава В95пчТ2 для температур эксплуатации от 0,23 до 0,46 Тпл, К (–60, 20, 160 и 280 о С).

Установлено, что увеличение температуры испытания от 0,23 до 0,46 Тпл, К (правка 1,7 % в свежезакаленном состоянии и последующее двухступенчатое старение) приводит к некоторому повышению долговечности при высоких напряжениях (например, с 5,52⋅103 до 7,45⋅103 циклов при σа = 400 МПа). Дальнейшее повышение температуры нагружения до 0,46 Тпл, К обусловливает снижение долговечности, которая при σа = 400 МПа составляет лишь 4,28·103 циклов. При низких же амплитудах напряжения (N>105 циклов) долговечность сплава В95пчТ2 монотонно снижается с увеличением температуры испытания от 0,23 до 0,46 Тпл, К. При этом наклон кривых усталости с ростом температуры испытания становится круче, что указывает на зависимость эффекта температуры на долговечность от уровня напряжения. Изломыобразцовиз сплава В95пчТ2 при температуре –60 °С содержат гладкие сколы и единичные очаги зарождения трещин, а при 280°С имеют грубый рельеф зоны распространения трещины и долома. При повышении температуры испытания до 0,46 Тпл, К активизируются релаксационные процессы, главным образом вакансионные, приводящие к быстрому разупрочнению материала образцов. В изломах четко выраженных следов продвижения трещины, очагов ее зарождения и зон долома не наблюдается. В области температур 0,23-0,46 К долговечность образцов при σа = 314-335 МПа почти одинакова. Характер излома изменяется от хрупкого долома при 0,23 Тпл, К (–60 о С) с ровным гладким сколом, единичными очагами зарождения трещин и мелкими сколами в зоне роста усталостной трещины до вязкого с грубым рельефом распространения трещин и долома при 0,46 Тпл, К. При амплитуде 210 МПа долговечность образцов монотонно снижается с повышением температуры, а структура их изломов становится более вязкой по сравнению с высокими амплитудами. При этом рельефные следы многочисленных трещин чередуются с площадками хрупкого скола и наличием ямок. В многофазных поликристаллических материалах концентрация напряжений, возникающая у частиц вторичной фазы или по границам зерен, вызывает образование микропор, которые, в конечном счете, объединяются в макропоры. Под действием циклических нагрузок процесс порообразования активизируется за счет генерации деформационных вакансий и является контролирующим усталостное разрушение до тех пор, пока не интенсифицируется поперечное скольжение дислокаций. При этом при всем разнообразии структуры поверхности изломов образцов в результате анализа оказывается, что величина зоны усталостного разрушения увеличивается с ростом циклической долговечности. Снижение циклической долговечности с повышением температуры испытания алюминиевого сплава В95пчТ2, особенно при низких амплитудах приложенного напряжения, приводит к увеличению скорости роста усталостной трещины и уменьшению периода до ее появления. Так, при увеличении температуры испытания Тпл, К с 0,314 до 0,46, К долговечность этого сплава снижается в ~ 2,0 раза (с 6,32·104 до 3,15·104 циклов) при σа = 248 МПа. Этому соответствует уменьшение в 2,09 раза (с 4,8·104 до 2,3·104 циклов) числа циклов до зарождения усталостной макротрещины и возрастание скорости ее последующего роста с 2,85⋅10-1 до 4,74⋅10-1мкм/цикл. При меньшем напряжении (σа = 248 МПа) циклическая долговечность этого алюминиевого сплава снижается уже в 2,57 раза (с 2,45⋅105 до 9,55⋅104 циклов), Nз.тр. в 2.76 раза (с 2,0⋅105 циклов до 7,25⋅104 циклов), а скорость роста усталостной трещины возрастает с 1,06⋅10-1 до 2,0⋅10-1 мкм/цикл. Ухудшение сопротивления усталости сплава с ростом температуры испытания может быть связано [4] с повышением пластической деформации и изменения характера ее протекания при низкотемпературном деформировании, в связи с деформированием субструктуры при высоких температурах, а также с ускорением окислительных процессов на поверхности опасного сечения образца и в вершине развивающейся трещины [2].

Выводы:

1. Процесс разрушения алюминиевого сплава В95ПЧТ2 (деформация 1,7 % в свежезакаленном состоянии, двухступенчатое старение) под воздействием циклических нагрузок включает в себя три основные стадии: инкубационный период накопления повреждений до появления макротрещины, ее рост и быстрый окончательный долом. Они существенным образом зависят от структуры материала, обусловленной предварительной технологической обработкой, а также температурой испытания.

2. По изменению прогиба образца в процессе циклического нагружения можно оценивать развитие повреждаемости материала на всех этапах усталости: от зарождения макротрещин до их распространения, вплоть до полного разрушения. Это позволяет произвести выбор оптимальных режимов технологической обработки с целью повышения эксплуатационной долговечности металлоизделий.

3. Установлено, что повышение температуры испытания алюминиевого сплава приводит к уменьшению периода до зарождения усталостных трещин, возрастанию скорости их развития и понижению циклической долговечности.

4. Получены уравнения кривых усталости сплава для исследованных температур, позволяющие прогнозировать циклическую долговечность с коэффициентом корреляции не ниже 0,924. 

У нас Вы можете купить с АВИАТЕХПРИЁМКОЙ (АТП, РТ –ПРИЁМКА): дюралюминий Д16Т, Д1Т, алюминиевый прокат АМГ2, АМГ3, АМГ5, АМГ6, 1561. Большой выбор высокопрочного проката алюминия типа В95 (В95Т1, В95ПЧТ2, В95ОЧТ2) титан ВТ1-0, ВТ6, медь М1, М2, бронза БрБ2, БрАЖ, латунь ЛС59-1, Л63- Вы по адресу!