Корзина (0)
Вход
Буквенное обозначение Д16 указывает на различные типы алюминиевых сплавов. Обычным потребителям этот материал больше известен, как дюраль, дюралюминий. Маркировка Д16 может быть собирательной для всей группы дюралей, или обозначать конкретный металл без плакировки, отжига и других видов термической и физической обработки. Для уточнения свойств алюминиевого сплава добавляют другие обозначения в соответствии с принятыми в ГОСТах.
Маркировки дюраля
В зависимости от типа обработки дюраля к маркировке Д16 добавляются одна или несколько букв.
| Маркировка | Что означает |
| А | Дюралевый прокат нормальной плакировки |
| Б | С технологической плакировкой (такой материал поддается холодной обработке давлением). |
| М | Металл после отжига, получивший мягкую структуру. |
| (М) М, взятая в скобки | Отожженный прокат без температурной обработки, но удовлетворяющий параметрам отожженного материала. |
| Т, Т1 | Закаленный металл с естественным и искусственным старением |
| Н, Н1 | Нагартованный, усиленно нагартованный прокат |
| Н2 | Полунагартованный |
| У | С утолщенным покрытием проката алюминием |
- Плакированием называется термомеханический метод нанесения на металлические листы или другой прокат слоя иного металла. Применяется для получения антикоррозионного покрытия на листах Д16, так как дюралюминий подвержен коррозии, что является очень большим его недостатком. Термин произошел от французского plaquer — покрывать.
- Нагартовка – процесс, позволяющий повысить прочность дюраля за счет пластической деформации в ходе холодной обработки металлов прессованием. В результате изменяется структура металла, повышается твердость и прочность, но пластичность при этом снижается.
- Отжигом называется термическая обработка сплава. Отжиг делает сплав мягким, податливым, что позволяет выполнять холодное деформирование.
- Любой прокат, в том числе листы с маркировкой Д16Т по ГОСТу обозначают закаленный металл без плакировки, состаренный в естественных условиях. А маркировка Д16АТ уже свидетельствует о том, что этот материал подвергался плакированию в соответствии с тем же ГОСТом.
Химический состав дюралюминия
Химический состав дюралюминия должен содержать медь, марганец, магний. Допускается присутствие других компонентов. В таблице показан химический состав сплава Д16 по ГОСТам.
| Химический элемент | Процентное содержание | |
| По ГОСТу 4784-97 | Для плакировки по ГОСТ 21631 76 | |
| Железо | ≥0,5 | 0,3 |
| Кремний | ≥0,5 | 0,3 |
| Марганец | 0,3-0,9 | 0,025 |
| Хром | ≥0,1 | 0,1 |
| Титан | ≥0,15 | 0,15 |
| Алюминий | 90,9-94,7 | 99,3 |
| Медь | 3,8-4,9 | 0,02 |
| Магний | 1,2-1,8 | 0,05 |
| Цинк | ≥0,25 | 0,01 |
| Примеси | 0,05 для каждой, в сумме ≥0,15 | 0,02 каждая в отдельности |
Содержание тех или иных компонентов может колебаться. Вот как влияют химические элементы на его свойства образованного дюраля:
- Увеличение концентрации меди до 12% повышает прочность сплава.
- Присутствие циркония снижает устойчивость дюралюминия к коррозии.
- Бериллий, напротив, снижает окисляемость сплава и повышает его прочность.
- Кремний увеличивает хрупкость и склонность сплава к трещинам.
- Железо, если в полтора раза превысит содержание кремния, нивелирует его негативное влияние. Однако, чем больше железа в сплаве, тем ниже окажется прочность межмолекулярных связей.
- Литий снижает плотность, но увеличивает упругость материала.
- Титан и бор служат модифицирующими компонентами для измельчения зернистости в сплаве.
Как видим, одни составляющие влияют на другие, а все вместе – на главенствующий металл. Процентное содержание химических элементов, подробно расписанное в ГОСТах для Д16, отражает оптимальный состав, позволяющий получить сплав высокого качества, отвечающий требованиям потребителей.
Физические и механические свойства Д16
Алюминиевый сплав Д 16 – это легкий, пластичный сплав. Его удельная плотность 2,79 г/см3. Для сравнения: удельная плотность стали 7,7—7,9 г/см³. У него невысокая электро- и теплопроводность. Материал можно резать, фрезеровать, ковать.
В то же время это легкий, прочный, практичный материал с невысокой температурой плавления 510-650 оС. Температура колеблется в зависимости от химического состава сплава. Из-за низкой температуры плавления, соединяемые детали из дюраля не сваривают. В качестве крепежных элементов для соединения дюралевых деталей используют болты, заклепки, другие виды креплений. Для сравнения – температура плавления сталей колеблется в пределах 1350-1500 о С.
Из таблицы ниже видно, как термическая обработка влияет на прочностные характеристики сплавов.
| Толщина листа | Лист Д16 толщиной 2-4 мм | Д16 АТ 2мм | Д16 АТ 2мм | Д16 АТ 2мм | Д16 АМ 0,5-1,9мм |
| Температура испытаний °С | - | 20 | -70 | -196 | |
| Е- Модуль упругости нормальный (ГПа) | 72 | ||||
| σ0,2 - предел текучести (Мпа) | 320 | 370 | 370 | 470 | |
| Σв - временное сопративление разрыву (Мпа) | 450 | 440 | 470 | 590 | 145-225 |
| δ5 - относительное удлинение при разрыве (%) | 19 | 17 | 19 | 24 | 10 |
Характеристики листов Д16, Д16ам, Д16ат по ГОСТу 21631-76
Из сказанного выше делаем выводы, что дюралюминий, маркированный обозначением Д16, это металл, не подвергавшийся никаким дополнительным процессам.
Д16ам по ГОСТУ 21631 76 - это прокат, прошедший нормальную плакировку и подвергнувшийся термической обработке – отжигу. Плакирование дюралевых листов по ГОСТу повышает их антикоррозийные свойства.
Обозначением Д16ат в ГОСТе маркируется дюралюминиевый прокат с закаливанием и естественным состариванием. Закаливание дюрали проводится примерно по той же технологии, что и закаливание стали. Сначала металл нагревается, потом опускается в холодную воду. Это приводит к изменению структуры межмолекулярной решетки. Металл сначала становится мягким, податливым к обработке, а спустя несколько дней приобретает твердость. Этот процесс выдерживания и называется естественным состариванием.
Размеры
Типовые размеры по ГОСТу для отожженных листов с без плакировки, с нормальной и технологической плакировкой.
| Маркировка листов | Толщина листа (мм) | Ширина (мм) | Длина (мм) |
| Д16М, Д16АМ, Д16БМ | 0,5-0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500,1600 мм | 2000-4000 |
| 0,7-4,0 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| 4,0-10,5 | 2000-7000 |
Размеры по ГОСТу 21631-76 для листов Д16 из закаленных сплавов и естественно состаренных
| Толщина | Ширина | Длина | |
| Д16Т, Д16АТ, Д16БТ | 0,5-0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800 | 2000-5000 |
| 0,7-10,5 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7200 | |
| Нагартованные после закалки и естественного старения (Д16, Д16А, Д16Б) | 1,5-7,5 | 1000-1200, 1400, 1500 | 2000-7200 |
Согласно ГОСТу 21631-76 при изготовлении листов допускается отклонение по толщине, не превышающее 6% от указанной в маркировке. В ГОСТе представлены допустимые параметры отклонений по толщине листов.
Толщина плакирующего слоя листов из сплавов Д16
| Толщина листа | Толщина плакирования в соотношении к толщине основного сплава в процентах | ||
| Нормальный | Технологический | Утолщенный | |
| 0,5-1,9 | 4,0 | 1,5 | 8 |
| 1,9-4,0 | 2,0 | 1,5 | 4 |
| 4,0-10,5 | 2,0 | 1,5 | - |
Область применения Д16
Сортамент Д16 весьма востребован в экономике. Из него изготавливаются прутки, уголки, профильные трубы, листовой материал и другие конструкции. Производство листов из алюминия и алюминиевых сплавов, в том числе и Д16 регламентируется ГОСТом 21631-76.
- Листы дюраля широко используются для обшивки кузовов и кабин автомобилей, корпусов самолетов в авиа- и автомобилестроении, а также в космической промышленности и в других отраслях, где имеет значение вес и высокая прочность материала.
- Листы Д16 используют в строительстве наряду с профильными трубами, уголками, полосой и др.
- В буровой промышленности из дюраля изготавливают круги и буры.
- Из этого материала изготавливают даже пищевую фольгу, используемую для выпечки или завертывания конфет.
Такое разнообразие изделий лишний раз подтверждает, что дюралюминий, или сплав Д16 − незаменимый материал.
Заключение
В заключение подведем итоги всему вышесказанному и сравним рассматриваемые марки листов из сплавов дюралюминия.
Лист Д16 по ГОСТУ 21631-76 – прокат из сплава без дополнительной обработки и покрытия иным металлом. Это материал, легко подвергающийся коррозии, и потому без дополнительной обработки он почти не применяется. Плакирование полностью защищает сплав от взаимодействия с воздухом и от разрушения. Различаются:
- нормальное плакирование А;
- технологическое плакирование Б;
- утолщенное плакирование У.
Соответственно, плакированные сплавы приобретают по ГОСТу 21631 маркировку 76Д16А, Д16Б, Д16У.
В качестве покрывающего металла используют алюминий с незначительным количеством примесей. Чистый алюминий, окисляясь, формирует на поверхности защитную пленку, которая предотвращает дальнейшую коррозию. Алюминий не утяжеляет дюралевый прокат.
Буквой М помечаются отожженные листы. Отжигу подвергаются как плакированные, так и неплакированные сплавы. Поэтому предприятия могут выпускать листы с маркировкой Д16 М, Д16 АМ. Отожженные листы имеют относительно мягкую структуру, и поддаются холодной деформации. Поэтому прокат в отожженном состоянии представляют интерес в производстве различных деталей, конструкций. После их изготовления эти детали подвергаются закаливанию с состариванием.
Буква Т указывает на материал, прошедший закалку, которая, в отличие от отжига, повышает твердость сплава. Закаливают как плакированный, так и неплакированный прокат. Таким образом, встречаются сплавы Д16Т, Д16АТ, востребованные в равной степени.