Сплав алюминиевый Д19 (Д19ч., Д19П) с медью и магнием (дуралюмин) конструкционный - Inzhener-Info

: Категория: Конструкционные

Химический состав, % (ОСТ1 90048-77)
Сплав	Al	Cu	Mg	Mn	Be	Fe	Si	Ti	Zn	Прочие примеси
						Fe	Si	Ti	Zn	каждая	∑
						не более
Д19	Основа	3,8-4,3	1,7-2,3	0,5-1,0	0,0002-0,005	0,5	0,5	0,1	0,1	0,05	0,1
Д19ч.	Основа	3,8-4,3	1,7-2,3	0,4-0,9	0,0002-0,005	0,3	0,2	0,1	0,1	0,05	0,1
Д19П	Основа	3,2-3,7	2,1-2,6	0,5-0,8	0,0002-0,005	0,3	0,3	0,1	0,1	0,05	0,1

Механические свойства сплава Д19 (Д19ч.)
Сплавы Д19, Д19ч. по свойствам близки к сплавам Д16, Д16ч.; несколько уступают (на ~10%) им по показателям d(2l)/dN, K ^y_c, σ _нетто(как для листов, так и для прессованных панелей). Некоторое преимущество сплав Д19 (по сравнению с Д16) имеет в условиях продолжительных нагревов при температурах выше 150°С. Так, после нагрева в течение 1000 час при 175°С сплав Д19-Т сохраняет исходные значения σ _в(при некотором повышении предела текучести), тогда как у Д16 σ _вснижается на ~18%. Прессованные полуфабрикаты сплава Д19 в закаленном состоянии после искусственного старения имеют такие же показатели скорости роста трещины усталости, как и в закаленном состоянии после естественного старения. Искусственное старение листов снижает сопротивление росту усталостной трещины и остаточную прочность.

Механические свойства при комнатной температуре.
Механические свойства сплава Д19 при растяжении (не менее)
Полуфабрикат	Лист плакированный (нормальная толщина слоя)
ГОСТ, ОСТ, ТУ	ОСТ1 90166-75	ОСТ190070-72 ОСТ190246-77		ОСТ1 90166-75	ОСТ190070-72 ОСТ190246-77			ОСТ190070-72 ОСТ190246-77
Толщина, мм	0,3-0,4	0,4-1,9	1,9-10,5	0,3-0,4	0,4-1,9	1,9-6	6-10,5	1,5-1,9	1,9-7,5
Состояние	Мягкий, отожженный			Закаленный и естественно состаренный				Закаленный и естественно состаренный, нагартованный
Направление вырезки образца	Поперечное
σ _в, кгс/мм²	≤25	≤23	≤24	40	40,5	42,5	42,5	43,5	46,5
σ _0,2, кгс/мм²	-	-	-	25,5	26,5	27	27	34	35
δ ₁₀, %	10	10	10	13	13	11	10	10	8

Полуфабрикат	Лист плакированный (утолщенная плакировка)
ГОСТ, ОСТ, ТУ	ОСТ1 90166-75	ОСТ190070-72 ОСТ190246-77		ОСТ1 90166-75	ОСТ190070-72 ОСТ190246-77
Толщина, мм	0,3-1,4	0,4-1,9	1,9-10,5	0,3-0,4	0,4-1,9	1,9-4
Состояние	Мягкий, отожженный			Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
σ _в, кгс/мм²	≤25	≤23	≤24	36	36	40,5
σ _0,2, кгс/мм²	-	-	-	22,5	22,5	26,5
δ ₁₀, %	10	10	10	13	13	13

Механические свойства сплава Д19 при растяжении (не менее)
Полуфабрикат	Профиль					Панель		Пруток			Проволока (Д19П)
Полуфабрикат	прессованные										Проволока (Д19П)
ГОСТ, ОСТ, ТУ	ОСТ1 90113-74					ОСТ1 90177-75		ОСТ1 90174-75			ОСТ1 90195-75
Толщина, мм	≤125	≤5	5-10	10-20	20-40	Ширина полотна до 1000 мм		≤22	22-130	130-300	1,6-6	6,1-8
Состояние	Мягкий, отожженный	Закаленный и естественно состаренный*				Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное						Поперечное	Продольное
σ _в, кгс/мм²	≤25	40 (38)	42 (40)	43 (41)	45 (43)	43	40	40	43	42	-	-
σ _0,2, кгс/мм²	-	30 (26)	30 (26)	31 (29)	32 (30)	32	30	28	30	28	-	-
δ ₅, %	12	-	-	10 (10)	10 (10)	-	-	10	10	8	-	-
δ ₁₀, %	12	10 (10)	10 (10)	-	-	10	7	-	-	-	-	-
τ _ср, кгс/мм²	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	28	27
* В скобках указаны свойства в отожженном состоянии.

Механические свойства сплава Д19 при растяжении (не менее)
Полуфабрикат	Плита горячекатанная плакированная (технологическая плакировка)
ГОСТ, ОСТ, ТУ	ГОСТ 17232-71
Толщина, мм	12-25	25-40	40-70	70-80
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
σ _в, кгс/мм²	43	40	38	35
σ _0,2, кгс/мм²	28	26	25	25
δ ₁₀, %	7	5	4	3

Механические свойства при растяжении (не менее) полуфабрикатов, прошедших перезакалку и старение из состояний (мягкое, отожженное или закаленное после естественного старения) на заводе-потребителе
Полуфабрикат	Лист плакированный
Полуфабрикат	нормальная толщина				утолщенная плакировка
ГОСТ, ОСТ, ТУ	ОСТ1 90166-75	ОСТ1 90070-72			ОСТ1 90166-75	ОСТ1 90070-72
Толщина, мм	0,3-0,4	0,4-1,9	1,9-6	6-10,5	0,3-0,4	0,4-1,9	1,96-4
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
σ _в, кгс/мм²	38,5	39	41	41	34,5	34,5	39
σ _0,2, кгс/мм²	24	25	25,5	25,5	21	21,5	25
δ ₁₀, %	13	14	12	10	13	13	13

Механические свойства сплава Д19 в зависимости от направления вырезки образца (не менее)
Полуфабрикат	Плита плакированная (технологическая плакировка) горячекатанная
Толщина, мм	40-70
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное	Высотное
σ _в, кгс/мм²	38	35
σ _0,2, кгс/мм²	25	-
δ ₅, %	4	3

Механические свойства сплава Д19 при растяжении, сжатии
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины		Панель		Профиль
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины		прессованные
Толщина, мм	2-4		7,5 (полотно)		≤5
Состояние	Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный	Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное		Продольное
σ _в, кгс/мм²	44	45	48	49	46
σ _{0,2 сж}, кгс/мм²	31	40	35	45	34
σ _пц, кгс/мм²	27	35	30	40	30
σ _{пц сж}, кгс/мм²	29	38	30	41	30
σ _{0,2 сж}, кгс/мм²	33	42,5	35	45	34
δ ₁₀, %	16	6,5	10	5,5	12

Механические свойства при кручении и срезе
Полуфабрикат	Пруток прессованный
Диаметр, мм	20
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное
τ _пц, кгс/мм²	13
τ _0,3, кгс/мм²	18
τ _в, кгс/мм²	37
τ _ср, кгс/мм²	29

Чувствительность к концентрации напряжений при нагрузке
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	2-4
Состояние	Закаленный и естественно состаренный		Закаленный и искусственно состаренный
Форма образца	Плоский
Форма образца	гладкий	с отверстием	гладкий	с отверстием
Направление вырезки образца	Поперечное
K _t	1	2,6	1	2,6
σ _в, кгс/мм²	44-46	-	47	-
σ _в^н, кгс/мм²	-	40,5-41,5	-	46
σ _в^н/σ _в	-	0,9-0,92	-	0,96

Работа разрушения образца с трещиной
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
а _{т. у}, кгс·м/см²	0,8-1,0	0,3-0,4

Вязкость разрушения при плоском напряженном состоянии и остаточная прочность
Сплав	Д19		Д19ч.
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины		Панель прессованная
Толщина, мм	4		7,5 (полотно)
Состояние	Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный
Ориентация образца и трещины	Продольное, поперечное
Толщина образца, мм	4		7,5
Ширина образца, мм	200(2l/B = 0,3)		100(2l/B = 0,35)
σ _0,2, кгс/мм²	33	41-44	41,5
K _{I с}, кгс/мм²	160-175	135-155	140-160
σ ^тр_нетто, кгс/мм²	22-24	22-24	27-33
σ ^тр_брутто, кгс/мм²	16-18	16-18	18-22

Скорость роста трещины усталости (σ ^брутто_max= 8 кгс/мм ²; v = 3 Гц; R = 0,1)
Сплав		Д19		Д19ч.
Полуфабрикат		Лист плакированный		Панель прессованные
Толщина, мм		4		7,5
Состояние		Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный	Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный
Ориентация образца и трещины		Продольное, поперечное
Толщина образца, мм		4		7,5
Ширина образца, мм		100		100
σ _0,2, кгс/мм²		34	44	37	45
ΔК, кгс/мм^3/2	40	d(2l)/dN* мм/к·цикл
	40	0,6	0,7	0,5	0,5
	50	1,0	1,5	0,9	1,1
	60	1,3	3,3	1,5	1,6
* Средние значения.

Пределы выносливости (N = 2·10 ⁷циклов)
Полуфабрикат	Пруток прессованный
Диаметр, мм	20-30
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное
Вид испытания	Консольный изгиб с вращением (v = 50 Гц)
Форма образца	Круглый
Форма образца	гладкий	с кольцевой выточкой
K _t	1	2,2
R	-1
σ _R, кгс/мм²	16	9

Влияние длительного нагрева на работу разрушения* при комнатной температуре
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	1,5-2
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура нагрева, °С	125			135			150
Продолжительность нагрева, час	100	500	1000	100	500	1000	100	500	1000	2500
а _{т. у.}, кгс·м/см²	1,05	0,95	0,8	0,98	0,84	0,54	-	0,47	0,44	0,43

Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	1,5-2
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура нагрева, °С	125			135			150
Продолжительность нагрева, час	100	500	1000	100	500	1000	100	1000	2500
а _{т. у.}, кгс·м/см²	0,42	0,42	0,42	0,41	0,38	0,38	0,48	0,41	0,43
* Результаты испытания одного листа.

Упругие свойства
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины			Профиль, пруток прессованные
Толщина, мм	≤2	2-6	6-10	Все размеры
Состояние	Закаленный и естественно (искусственно) состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное			Продольное
Е, кгс/мм²	6850	6950	7000	7200
Е _сж, кгс/мм²	7000	7100	7200	7350
G, кгс/мм²	-	-	-	2700
μ	-	-	-	0,33

Механические свойства при низких температурах.
Механические свойства при растяжении
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура испытания, °С	20	-70	-196
σ _в, кгс/мм²	44	48	55
σ _0,2, кгс/мм²	30	37	42
δ _11,3√F, %	20	23	26

Механические свойства при высоких температурах.
Механические свойства при растяжении
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура испытания, °С	20	100	150	175	200	250	300
σ _в, кгс/мм²	44	42	39	37	34	27	18
σ _0,2, кгс/мм²	30	28	27	26	25	22	15
σ _пц, кгс/мм²	20	-	14	14	13	-	-
δ _11,3√F, %	18	16	16	16	-	-	-

Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины					Профиль прессованный
Толщина, мм	2					≤5
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный					Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное					Продольное
Температура испытания, °С	20	125	150	175	200	20	200	250	300
σ _в, кгс/мм²	45	40	39	38	33	46	38	28	18
σ _0,2, кгс/мм²	40	36	35	34	30	34	29	24	15
σ _пц, кгс/мм²	35	-	-	-	-	30	19	15	7
δ _11,3√F, %	6,5	8	8	10	14	12	15	15	18

Влияние длительных нагревов на механические свойства листов при температуре нагрева
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура нагрева и испытания, °С	125			150			175		200
Продолжительность нагрева, час	100	1000	2500	100	1000	2500	100	200	100
σ _в, кгс/мм²	41	41	39	40	40	37	35	33	32
σ _0,2, кгс/мм²	26	30	30	30	35	34	30	30	-
δ _11,3√F, %	18	17	14	16	8	8	9	10	11

Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный						Закаленный и естественно состаренный нагартованный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура нагрева и испытания, °С	125			150			200
Продолжительность нагрева, час	100	1000	2500	100	1000	2500	100
σ _в, кгс/мм²	41	41	40	39	39	37	33
σ _0,2, кгс/мм²	36	36	34	35	35	34	-
δ _11,3√F, %	7	7	7	7	8	9	9

Влияние длительных нагревов на механические свойства проволоки при температурах нагрева
Полуфабрикат	Проволока
Диаметр, мм	4-6
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Температура нагрева и испытания, °С	100		125				150				175		200	250
Продолжительность нагрева, час	100	200	100	1000	10000	20000	100	1000	10000	20000	100	200	100	20
τ _ср, кгс/мм²	27,5	27,5	27	27	25	23	27	26	19	18	25	23	17	13
σ _в, кгс/мм²	43,5	43,5	43	-	-	-	41	-	-	-	38,5	38	26	21
δ ₁₀, %	20	20	22	-	-	-	21	-	-	-	18	16	11	16

Пределы ползучести и длительной прочности
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины					Профиль прессованный
Толщина, мм	2					≤5
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное				Продольное
Температура испытания, °С	150	175	200	250	200	250
σ _0,2/20, кгс/мм²	-	-	12	-	-	6,5
σ _0,2/50, кгс/мм²	-	16	9	3,5	12	-
σ _0,2/100, кгс/мм²	18	13,5	8	-	-	-
σ ₁₀, кгс/мм²	-	-	25	-	-	12
σ ₂₅, кгс/мм²	-	-	-	-	24	-
σ ₅₀, кгс/мм²	-	28	21	-	-	-
σ ₁₀₀, кгс/мм²	32	23	18	-	-	-
σ ₁₀₀₀, кгс/мм²	25	17	12	-	-	-

Упругие свойства
Полуфабрикат	Лист плакированный нормальной толщины					Профиль прессованный
Толщина, мм	2					5
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное					Продольное
Температура испытания, °С	100	125	150	175	200	100	125	150	175	200	250	300
Е, кгс/мм²	6700	6600	6500	6250	5900	6800	6700	6500	6300	6100	5800	5100
Е _сж, кгс/мм²	6800	6700	6600	6350	-	-	-	-	-	-	-	-

Коррозионные свойства сплава Д19 (Д19ч.-Т)
Неплакированные полуфабрикаты из сплава Д19 и Д19ч.-Т обладают пониженной коррозионной стойкостью. Сопротивление коррозионному растрескиванию, склонность к межкристаллитной и расслаивающей коррозии зависят от скорости охлаждения при закалке, вида и толщины полуфабриката. Сплав Д19-Т не склонен к коррозии под напряжением после следующих технологических и эксплуатационных нагревов: Однако после таких нагревов сплав имеет повышенную чувствительность к межкристаллитной и расслаивающей коррозии. Плакированные листы из сплава Д19-Т обладают повышенной коррозионной стойкостью. В закаленном и искусственно состаренном состоянии сплав не склонен к коррозии под напряжением, но склонен к расслаивающей и межкристаллитной коррозии. Для защиты от коррозии в зависимости от назначения детали применять анодно-окисные, химические и лакокрасочные покрытия.

Физические свойства сплава Д19
Электрические свойства
Плотность: 2760 кг/м ³
Полуфабрикаты				Все полуфабрикаты
Состояние				Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный
ρ·10 ⁶, Ом·см.				6,1	5,1

Теплофизические свойства
Полуфабрикаты	Все полуфабрикаты
Состояние	Закаленный и естественно состаренный
Температура испытания, °С	100	200	300	400	20-100	100-200
λ, Вт/м·град	138	151	172	-	-	-
с, кДж/кг·град	0,88	0,964	1,05	1,09	-	-
α·10 ⁶1/град	-	-	-	-	20,3	23,5

Технологические данные
Термическая обработка
Полный отжиг производится при температуре 380—420°С в течение 10—60 мин, охлаждение в печи до температуры 260°С со скоростью 30 град/час. Сокращенный отжиг — при температуре 350—370°С в течение 2—4 час, охлаждение на воздухе или в воде при комнатной температуре.

Режимы закалки и старения
Полуфабрикат	Лист		Профиль
Состояние	Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный	Закаленный и естественно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный
Температура закалки, °С	500-508*		495-505
Температура старения**, °С	Комнатная	185-195	Комнатная	185-195
Продолжительность старения	5-10 суток	12-14	5-10 суток	12-14
* Для проволоки - закалка с температуры 503-508°С. ** Сопротивление срезу проволоки и заклепок определяется после старения при 100°С - 3 часа.

Горячая обработка давлением
Сплав деформируется в горячем и холодном состояниях, охлаждение после горячей деформации на воздухе.

Режимы горячей деформации поковок и штамповок
Температура нагрева под деформацию, °С	Температурный интервал деформации, %		Допустимая деформация за один нагрев, %
Температура нагрева под деформацию, °С	на прессе	на молоте	на прессе	на молоте
470-420	470-400	450-380	80	50

Штампуемость
Пластичность сплава в отожженном и свежезакаленном состояниях удовлетворительная. Полуфабрикаты из сплава Д19 обладают пониженной скоростью упрочнения при естественном старении, поэтому холодную деформацию после закалки можно проводить в течение более длительного времени (6—8 часов), чем для сплава Д16 (1—1,5 часа). Заклепки ставятся в конструкцию в свежезакаленном состоянии: не позднее чем через 6, 4, 2 часа после закалки для заклепок диаметром 1,6—4,0; 4,1—6,0 и 6,1—8,0 соответственно.
Показатели штампуемости листов в отожженном состоянии
Вытяжка К _выт	Отбортовка К _отб	Выдавка К _выд, %	Гибка r _min
1,95-2,0	1,4-1,43	20-23	(0,8-1,0) s*
* s - толщина листа, мм

Свариваемость
Сплав хорошо сваривается точечной сваркой. Сварка плавлением не рекомендуется.
Механическая обработка
Обрабатывается резанием так же, как сплав Д16.

Применение
Для основных силовых элементов планера (обшивка крыла фюзеляжа, шпангоуты, пояса лонжеронов, балки и др.), преимущественно работающих длительно при температурах выше 125°С.