Сплав алюминиевый АД33 с магнием и кремнием коррозионностойкий

Химический состав, %
(ГОСТ 4784-74)
Al Si Mg Cu Cr Mn Fe Zn Ti Прочие примеси
каждая сумма
не более
Основа 0,4-0,8 0,8-1,2 0,15-0,4 0,15-0,35 0,15 0,7 0,25 0,15 0,05 0,15
Механические свойства сплава АД33
Сплав обладает одинаковой прочностью со сплавом АД35 и несколько уступает ему (на 2-3 кгс/мм2) по пределу текучести. Не чувствителен к концентрации напряжений, в том числе при испытании с перекосом.
Механические свойства при комнатной температуре
Механические свойства сплава АД33 при растяжении (не менее)
Полуфабрикат Профиль
прессованный
Пруток
прессованный
Штамповка
ГОСТ, ОСТ, ТУ ОСТ1 90113-74 ГОСТ 21488-76 ОСТ1 90073-72
Толщина, мм Всех
размеров
- 5-300 - -
Масса, кг До 10 10 - До 30 30-425
Состояние Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный

Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное
σв, кгс/мм2 18 26 27 18 27 27 25
σ0,2, кгс/мм2 11 23 23 11 23 20 19
δ5, % 15 - 10 15 10 8 6
δ10, % - 6 - - - - -

Механические свойства при растяжении в зависимости от направления вырезки образца
Полуфабрикат Профиль Полоса Пруток
прессованные
Толщина, мм До 10 20 Ø100
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Д П Д П Д П
σв, кгс/мм2 31 29 33 29 34 30
σ0,2, кгс/мм2 27,5 26 30 27 30 25
δ10, % 11 12,5 12 10 13 9
П - поперечное, Д - продольное.
Механические свойства при растяжении и сжатии
Полуфабрикат Профиль
прессованный
Лист
неплакированный
Толщина, мм 20 2-4
Состояние Закаленный и
искусственно
состаренный
Мягкий,
отожженный
Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное Поперечное
σв, кгс/мм2 32 14 23 31
σ0,2, кгс/мм2 28 8 12 26
σпц, кгс/мм2

21

- - 18
δ10, % 12 20 19 14
ψ, % 25 - - -
σпц сж, кгс/мм2 21 - - 18
σ0,2 сж, кгс/мм2 28 - - 26
Влияние температуры закалочной среды (вода) на механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Пруток, профиль прессованные
Толщина, мм 20
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное Поперечное
Температура
закалочной
среды (вода), °С
20 60 80 100 20 60 80 100
σв, кгс/мм2 32 34 33,5 24 28,5 31,5 30,5 23
σ0,2, кгс/мм2 28 27,5 28,5 18,5 25 26,5 26 18
δ10, % 12,5 13,5 12,5 14 12 13,5 13,5 15
Влияние продолжительности естественного старения на механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Лист неплакированный
Толщина, мм 2
Термическая
обработка
перед
старением
Закалка с 520°С
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Продолжительность
старения, час
0,5 3 6 12 24 96 240 720 1440
σв, кгс/мм2 20 20,5 21,5 22,5 23,5 25 26,5 27 28
σ0,2, кгс/мм2 6,5 7,5 8,5 10 10,5 11,5 11,5 12,5 12,5
δ10, % 28 27 26 26 26 26 26 27 26
Влияние продолжительности искусственного старения на механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Пруток, профиль прессованные
Толщина, мм 20
Термическая
обработка
Закалка с 520°С, старение при 160°С
Направление
вырезки
образца
Продольное
Продолжительность
старения, час
8 12 16 20 25
σв, кгс/мм2 32 32,5 33 33,5 33,5
σ0,2, кгс/мм2 27 28,5 29,5 30,5 30,5
δ10, % 15,5 13,5 13,5 12,5 12,5

Механические свойства сплава АД33 при срезе
Полуфабрикат Пруток, профиль прессованные
Толщина,
диаметр, мм
10-20

Состояние

Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки образца
Продольное
τср, кгс/мм2 19
τсрв 0,6
Чувствительность к концентрации напряжений при статическом растяжении
Полуфабрикат Пруток, профиль прессованные
Толщина,
диаметр, мм
10-20
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки образца
Продольное
Форма образца Круглый с кольцевой выточкой
Kt 4,0
σвн, кгс/мм2 42,5
σвн в 1,35
Ударная вязкость
Полуфабрикат Профиль прессованный
Толщина, мм 10-20
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки образца
Продольное
ан, кгс·м/см2 3
Пределы выносливости (N = 2·107 циклов)
Полуфабрикат Профиль
прессованный
Лист
неплакированный
Толщина, мм 10 До 10
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки образца
Продольное
Вид испытания Консольный изгиб с вращением Изгиб в одной плоскости
v Гц 50 25
R -1
Форма образца Круглый гладкий Плоский гладкий
Kt 1
σR, кгс/мм2 10 9 10
Пределы выносливости в зависимости от состояния поверхности (N = 2·107 циклов)
Полуфабрикат Профиль прессованный
Толщина, мм 20
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное
Форма
образца
Круглый гладкий
Kt 1
Вид
испытания
Консольный изгиб с вращением
v Гц 50
R -1
Состояние
поверхности
После
шлифования
После анодирования в
серной кислоте (слой 0,01 мм)
и лакокрасочного покрытия
После
вибронаклепа
σR, кгс/мм2 10 10 12

Пределы выносливости при наличии антикоррозионных покрытий (N = 2·107 циклов)
Полуфабрикат Профиль прессованный
Толщина, мм 10
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное

Вид
испытания

Изгиб в одной плоскости
v Гц 25
R -1
Форма
образца
Плоский гладкий
Kt 1
Состояние
поверхности
После шлифования
без покрытия
После анодирования в
серной кислоте и
лакокрасочного покрытия
Условия
выдержки в
коррозионной
среде
- После 2160 часов
в растворе
3% NaCl +
0,1% H2O2
- После 2160 часов
в растворе

3% NaCl +
0,1% H
2O2
σR, кгс/мм2 10 2 10 10
Пределы выносливости в зависимости от среды испытаний (N = 2·107 циклов)
Полуфабрикат Профиль прессованный
Толщина, мм 20
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное

Вид
испытания

Консольный изгиб с вращением
v Гц 50
R -1
Форма
образца
Круглый гладкий
Kt 1
Состояние
поверхности
После шлифования После анодирования в
серной кислоте и
лакокрасочного покрытия
Условия
выдержки в
коррозионной
среде
Воздух Под каплей 0,001%-ного
раствора NaCl
Воздух Под каплей 0,001%-ного
раствора NaCl
σR, кгс/мм2 10 8,5 10 10
Упругие свойства
Полуфабрикат Пруток, штамповка
Толщина, мм Все размеры
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки образца
Продольное
Е, кгс/мм2 7100
Есж, кгс/мм2 7200
G, кгс/мм2 2650
μ 0,33
Механические свойства при низких температурах
Механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Профиль
прессованный
Лист
Толщина, мм 20 2
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное Поперечное
Температура
испытания, °С
20 -70 -196 -253 20 -70 -196 -253
σв, кгс/мм2 33 35 43 56 30 33 40 48
σ0,2, кгс/мм2 27 29 31 35 25 27 29 33
δ5*, % 12 14 16 16 15 16 22 15
ψ, % 30 30 25 20 - - - -
* Для листа δ10.
Механические свойства при высоких температурах
Механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Профиль, пруток
прессованные
Лист
неплакированные
Толщина, мм 20 2
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное Поперечное
Температура
испытания, °С
20 100 150 200 300 20 100 150 200 250 300
σв, кгс/мм2 33 28 24 20 9 30 26 21 19 14 8
σ0,2, кгс/мм2 27 24 20 18 8 25 21 18 17 12,5 7
δ5*, % 12 12 11 11 8 15 15 15 17 18 11
ψ, % 30 40 50 55 70 - - - - - -
* Для листа δ10.
Влияние продолжительных нагревов на механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Профиль прессованный
Толщина, мм 10-20
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное
Температура
нагрева и
испытания, °С
20 150 200 300
Продолжительность
нагрева, час
- 0,5 100 0,5 100 0,5 100
σв, кгс/мм2 33 24 24 20 18 9 6
σ0,2, кгс/мм2 27 20 20 18 15 8 4,5
δ5*, % 12 11 11 11 11 8 25
ψ, % 30 50 50 55 60 70 80
Полуфабрикат Лист неплакированный
Толщина, мм До 10
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Температура
нагрева и
испытания, °С
20 100 150 200 250 300
Продолжи-
тельность

нагрева, час
- 0,5 100 0,5 100 0,5 100 0,5 100 0,5 100
σв, кгс/мм2 30 26 26 21 21 19 18 14 9,5 8 3,5
σ0,2, кгс/мм2 25 21 21 18 - 17 16 12 8 7 -
δ5*, % 15 14 17 15 17 17 15 18 - 11 -
ψ, % - - - - - - - - - - -
* Для листа δ10.

Пределы длительной прочности и ползучести
Полуфабрикат Лист
неплакированный
Лист
неплакированный
сварной
Толщина,
размер, мм
1,5
Состояние Закаленный и
искусственно
состаренный
Закаленный и
естественно
состаренный
Направление
вырезки образца
Поперечное Продольное
Температура
испытания, °С
100 150 200 100 150 200 100 150 200
σ0,2/100, кгс/мм2 22 17 9 - - - - - -
σ0,2/1000, кгс/мм2 19 - - - - - - - -
σ100, кгс/мм2 25 20 14 24 18 13 21  17 11
σ1000, кгс/мм2 23 18 - - - - 20 16 10
Полуфабрикат Лист
неплакированный
сварной
Труба
прессованная
Труба
прессованная
сварная
Толщина,
размер, мм
1,5 Ø80х1,5
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки образца
Продольное  
Температура
испытания, °С
100 150 200 100 150 200 100 150 200
σ0,2/100, кгс/мм2 - - - 20 17 9 - - -
σ0,2/1000, кгс/мм2 - - - - - - - - -
σ100, кгс/мм2 22 17 11 23 20 13 18 14 11
σ1000, кгс/мм2 - - - - - - - - -
Упругие свойства
Полуфабрикат Пруток, профиль прессованные Лист неплакированный
Толщина, мм 10-20 До 10
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное Поперечное
Температура
испытания, °С
20 100 150 200 300 20 100 150 200 250 300
Е, кгс/мм2 7100 6900 6700 6400 5000 7000 6800 6600 6300 5500 5000
Коррозионные свойства сплава АД33
Полуфабрикаты в закаленном и естественно состаренном состоянии обладают повышенной коррозионной стойкостью.
В искусственно состаренном состоянии сплав склонен к межкристаллитной коррозии. Нагревы до температуры 175°С не влияют на склонность к межкристаллитной коррозии искусственно состаренных полуфабрикатов, а после нагревов в интервале температур от 175 до 250°С склонность к межкристаллитной коррозии снижается. Сплав в естественно и искусственно состаренном состоянии не склонен к коррозионному растрескиванию.
Защита от коррозии в зависимости от назначения детали осуществляется анодно-окисными, химическими и лакокрасочными покрытиями.
Физические свойства сплава АД33
Плотность: 2710 кг/м3
Электрические свойства
Полуфабрикат Все полуфабрикаты
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
ρ·106, Ом·см. 4,38
Теплофизические свойства
Полуфабрикат Все полуфабрикаты
Состояние Закаленный и искусственно состаренный
Температура
испытания
, °С
25 100 200 300 20-100 20-200 20-300 100-200 200-300
λ Вт/м·град 142 151 163 172 - - - - -
с кДж/кг·град - 0,945 1,00 1,05 - - - - -
α·106 1/град - - - - 23,2 24,1 25 25,1 26,7

Технологические данные
Термическая обработка
Закалка с температуры 515—530°С в холодной воде и естественное старение в течение 10—15 суток или искусственное старение при температуре 160—170°С в течение 10—12 час.
Отжиг полуфабрикатов для получения высокой пластичности следует производить при температуре 380—420°С в течение 10—60 мин, охлаждение со скоростью 30 град/час до 260°С, далее на воздухе.
Для снятия технологического наклепа, полученного в результате холодной обработки давлением, отжиг производится при 350—370°С в течение 2—4 час, охлаждение на воздухе.
Горячая обработка давлением
Сплав обладает высокой пластичностью при обработке давлением.
Режим ковки
Состояние Температура
нагрева под
деформацию
Температурный
интервал
деформации
Допустимая
деформация
за один
нагрев, %
°С
Прессованный 470-420 470-350 85
Штампуемость
Листы хорошо штампуются в состоянии М (мягкий, отожженный) и Т (закаленный и естественно состаренный), удовлетворительно - в состоянии Т1 (закаленный и искусственно состаренный).
Свариваемость
Сплав удовлетворительно сваривается всеми видами сварки (σв.св = 60—70% σв основного металла; после закалки и старения σв.св = 90—95% σв основного металла).
Применение
Для изготовления сварных и несварных деталей средней прочности (лопасти вертолетов, барабаны колес гидросамолетов и т. п.), от которых требуется повышенная коррозионная стойкость во влажной и морской средах и которые эксплуатируются в интервале температур от +50 до —253°С.

Диаграммы растяжения до предела текучести сплава АД33 при комнатной и высоких температурах

Влияние длительных нагревов на предел прочности сплава АД33

Влияние длительных нагревов на предел текучести сплава АД33

Влияние длительных нагревов на удлинение сплава АД33

Прочность при растяжении с перекосом образцов с кольцевой выточкой сплава АД33

Кривые усталости при консольном изгибе с вращением образца сплава АД33

Кривые усталости при изгибе в одной плоскости плоских образцов стали АД33 в зависимости от среды испытания

Кривые коррозионной усталости при консольном изгибе вращающегося образца сплава АД33

Obozn Tom4 1

Obozn Tom4 2

Obozn Tom4 3

Obozn Tom4 4