Дюралюмины

 

 

При электронно-микроскопическом исследовании кинетики старения сплава Аl - 4% Cu, закаленного с 530°С в воде три 20°С и в смеси сухого льда с ацетоном (-68°С), авторами совместно с Н. С. Герчиковой и Г. Н. Кораблевой (показано, что распад пересыщенного твердого раствора начинается при закалке, чему способствует возникновение закалочных напряжений(рис.1а,б).

Распад твердого раствора с образованием скоплений ЗГП  продолжается при естественном старении; с увеличением его длительности плотность скоплении возрастает (рис. 1,в). Искусственное старение до 150°С (3 ч), не изменяя характера образования скоплений ЗГП, увеличивает интенсивность распада (рис. 1,г). Повышение температуры старения до 200°С (3 ч) способствует увеличению плотности ЗГП и образованию метастабильной θ'-фазы, количество которой увеличивается с повышением температуры старения до 250°С (рис. 1, д). Старение при 300°С в течение 3 ч характеризуется образованием стабильной θ-фазы (CuAl2), количество и размер частиц которой увеличиваются с повышением температуры старения до 350°С (при той же выдержке); полностью отсутствуют продукты распада первых стадий старения (рис. 1е,ж).

Рисунок 8.1. Структура сплава Al- 4% Cu: Рис. 1. Структура сплава Al- 4% Cu:

а - закалка в  воде при 20°С; б - закалка при -68°С; в - естественное старение 10 сут; г - старение при 150°С, 3 ч; д - старение при 250°С, 3 ч; е - старение при 300°С, 3 ч; ж - старение при 350°С. 3 ч. Х12000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

 

      Конструкционные  дюралюминиевые сплавы (дюраль, дуралюмин)  Д1, Д16, Д19, ВД17 упрочняют термической обработкой, обладают высокими характеристиками механических свойств.

      Дуралюминами  называют сплавы А1—Сu—Mg, в которые дополнительно вводят марганец. Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон Гинье-Престона сложного состава или метастабильных фаз S' и θ'.

      В качестве  примесей в дуралюмине имеются  железо и кремний. Железо, (Mn,Fe)Al6 образуя соединение , кристаллизующееся в виде грубых пластин, понижает прочность и пластичность дуралюмина. Кроме того, железо образует соединение AL2Cu2Fe нерастворимое в алюминии, связывая медь в этом соединении, железо снижает эффект упрочнения при старении. Поэтому содержание железа не должно превышать 0,5—0,7%.

      Кремний  образует фазы Mg2Si и W(AlxMg5Cu6Si4), которые  растворяются в алюминии, и при последующем старении упрочняют сплав. Однако упрочнение от Mg2Si и W-фаз невелико, поэтому примесь кремния, уменьшая количество основных упрочняющих фаз S и θ, способствует снижению прочности.

       Плакированные листы отличаются высокой коррозионной стойкостью прессованные изделия, штамповки и поковки — пониженной стойкостью. Прессованные изделия из дюралюминия Д1 и Д16 в закаленном и естественно состаренном состоянии при эксплуатационных нагревах выше 100°С склонны к межкристаллитной коррозии; искусственное старение повышает сопротивление коррозии. Неплакированные детали из дуралюминов следует подвергать анодированию и защищать лакокрасочными покрытиями.

      Сплавы  хорошо свариваются точечной  сваркой и не свариваются плавлением из-за высокой склонности к трещинообразованию. Все дуралюмины  удовлетворительно обрабатываются резанием (в закаленном и состаренном состоянии) и химическим фрезерованием (размерным травлением).

      Дуралюмин  широко применяют во всех областях  народного хозяйства, особенно  в авиации. Сплав Д16 в виде  листов и прессованных полуфабрикатов — основной материал для силовых элементов конструкции самолетов (детали каркаса, обшивка, шпангоуты, нервюры, лонжероны, тяги управления) и других нагруженных конструкций.

Особенностями дюралюмина как конструкционного сплава являются: низкое значение модуля упругости, примерно в 3 раза меньше, чем у стали, влияние температуры (уменьшение прочности при повышении температуры более 400°С и увеличение прочности и пластичности при отрицательных температурах); повышенный примерно в 2 раза по сравнению со сталью коэффициент линейного расширения; пониженная свариваемость.

 

Использованная  литеретура:

 

 

 

1. Краткий словарь авиационных терминов. Под редакцией проф. В. А. Комарова. М.: Изд-во МАИ, 1992, с. 54
2. A. Wilm, Physikalisch-metallurgische Untersuchungen über magnesiumhaltige Aluminiumlegierungen. Metallurgie, 1911, Bd. 8, N 7, 225-27
3. Алюминиевые сплавы.- В кн.: Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г. П. Свищев. — М.: Науч. изд-во «Большая рос. энцикл.» : Центр. аэрогидродинам. институт им. Н. Е. Жуковского, 1994. — 736 c.
4. Mühlenbruck A., Seeman H.J. Untersuchungen an Al-Zn-Mg-Knetlegierungen. Luftfahrtforsch., 1942, Bd. 19, N 9, s. 337—343