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

Химический состав, %
(ОСТ1 90048-77)
Сплав Al Cu Mg Mn Be Fe Si Ti Zn Прочие примеси
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, Kyc, σнетто (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 σв (при некотором повышении предела текучести), тогда как у Д16 σв снижается 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
1Механические свойства сплава Д19 при растяжении (не менее)
Полуфабрикат Лист плакированный (нормальная толщина слоя)
ГОСТ,
ОСТ, ТУ
ОСТ1
90166-75
ОСТ1 90070-72
ОСТ1 90246-77
ОСТ1
90166-75
ОСТ1 90070-72
ОСТ1 90246-77

ОСТ1 90070-72
ОСТ1 90246-77
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
σв, кгс/мм2 ≤25 ≤23 ≤24 40 40,5 42,5 42,5 43,5 46,5
σ0,2, кгс/мм2 - - - 25,5 26,5 27 27 34 35
δ10, % 10 10 10 13 13 11 10 10 8
Полуфабрикат Лист плакированный (утолщенная плакировка)
ГОСТ,
ОСТ, ТУ
ОСТ1
90166-75
ОСТ1 90070-72
ОСТ1 90246-77
ОСТ1
90166-75
ОСТ1 90070-72
ОСТ1 90246-77

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
σв, кгс/мм2 ≤25 ≤23 ≤24 36 36 40,5
σ0,2, кгс/мм2 - - - 22,5 22,5 26,5
δ10, % 10 10 10 13 13 13
Механические свойства сплава Д19 при растяжении (не менее)
Полуфаб-
рикат
Профиль Панель Пруток Проволока
(Д19П)
прессованные
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,
отож-
женный
Закаленный и
естественно
состаренный *
Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное
Попе-
речное
Продольное
σв, кгс/мм2 ≤25 40 (38) 42 (40) 43 (41) 45 (43) 43 40 40 43 42 - -
σ0,2, кгс/мм2 - 30 (26) 30 (26) 31 (29) 32 (30) 32 30 28 30 28 - -
δ5, % 12 - - 10 (10) 10 (10) - - 10 10 8 - -
δ10, % 12 10 (10) 10 (10) - - 10 7 - - - - -
τср, 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
σв, кгс/мм2 43 40 38 35
σ0,2, кгс/мм2 28 26 25 25
δ10, % 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
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
σв, кгс/мм2

38,5

39 41 41 34,5 34,5 39
σ0,2, кгс/мм2 24 25 25,5 25,5 21 21,5 25
δ10% 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
σв, кгс/мм2 38 35
σ0,2, кгс/мм2 25 -
δ5% 4 3
Механические свойства сплава Д19 при растяжении, сжатии
Полуфабрикат Лист плакированный
нормальной толщины
Панель Профиль
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
σв, кгс/мм2 44 45 48 49 46
σ0,2 сж, кгс/мм2 31 40 35 45 34
σпц, кгс/мм2 27 35 30 40 30
σпц сж, кгс/мм2 29 38 30 41 30
σ0,2 сж, кгс/мм2 33 42,5 35 45 34
δ10% 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
τпц, кгс/мм2 13
τ0,3, кгс/мм2 18
τв, кгс/мм2 37
τср, 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
гладкий с отверстием гладкий с отверстием

Направление
вырезки
образца

Поперечное
Kt 1 2,6 1 2,6
σв, кгс/мм2 44-46 - 47 -
σвн, кгс/мм2 - 40,5-41,5 - 46
σвн/σв - 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
ат. 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)
σ0,2, кгс/мм2 33 41-44 41,5
KI с кгс/мм2 160-175 135-155 140-160
σтрнетто кгс/мм2 22-24 22-24 27-33
σтрбрутто кгс/мм2 16-18 16-18 18-22
Скорость роста трещины усталости
бруттоmax = 8 кгс/мм2; 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
σ0,2, кгс/мм2 34 44 37 45
ΔК,
кгс/мм3/2
40 d(2l)/dN* мм/кцикл
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 = 2·107 циклов)
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
гладкий с кольцевой
выточкой
Kt 1 2,2
R -1
σR, 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
ат. 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
ат. 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
Есж, 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
σв, кгс/мм2 44 48 55
σ0,2, кгс/мм2 30 37 42
δ11,3√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
σв, кгс/мм2 44 42 39 37 34 27 18
σ0,2, кгс/мм2 30 28 27 26 25 22 15
σпц, кгс/мм2 20 - 14 14 13 - -
δ11,3√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
σв, кгс/мм2 45 40 39 38 33 46 38 28 18
σ0,2, кгс/мм2 40 36 35 34 30 34 29 24 15
σпц, кгс/мм2 35 - - - - 30 19 15 7
δ11,3√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
σв, кгс/мм2 41 41 39 40 40 37 35 33 32
σ0,2, кгс/мм2 26 30 30 30 35 34 30 30 -
δ11,3√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
Продолжи-
тельность

нагрева, час
100 1000 2500 100 1000 2500 100
σв, кгс/мм2 41 41 40 39 39 37 33
σ0,2, кгс/мм2 36 36 34 35 35 34 -
δ11,3√F, % 7 7 7 7 8 9 9
Влияние длительных нагревов на механические свойства проволоки при температурах нагрева
Полуфаб-
рикат
Проволока
Диаметр, мм 4-6
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Температура
нагрева и
испытания,
°С
100 125 150 175 200 250
Продолжи-
тельность

нагрева,
час
100 200 100 1000 10000 20000 100 1000 10000 20000 100 200 100 20
τср, кгс/мм2 27,5 27,5 27 27 25 23 27 26 19 18 25 23 17 13
σв, кгс/мм2 43,5 43,5 43 - - - 41 - - - 38,5 38 26 21
δ10, % 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
σ0,2/20, кгс/мм2 - - 12 - - 6,5
σ0,2/50, кгс/мм2 - 16 9 3,5 12 -
σ0,2/100, кгс/мм2 18 13,5 8 - - -
σ10, кгс/мм2 - - 25 - - 12
σ25, кгс/мм2 - - - - 24 -
σ50, кгс/мм2 - 28 21 - - -
σ100, кгс/мм2 32 23 18 - - -
σ1000, кгс/мм2 25 17 12 - - -
Упругие свойства
Полуфаб-
рикат
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
Есж, 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:

D19 1

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
Плотность: 2760 кг/м3
Электрические свойства
Полуфабрикат Все полуфабрикаты
Состояние Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
ρ·106, Ом·см. 6,1 5,1
Теплофизические свойства
Полуфабрикат 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·106 1/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
Продолжи-
тельность
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, %
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
Квыт

Отбортовка
Котб

Выдавка
Квыд, %
Гибка
rmin
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.

 Диаграмма растяжения до предела текучести сплава Д19-АТ при комнатной и повышенных температурах

Влияние длительных нагревов на пределы прочности и текучести сплава Д19-АТ при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на сопротивление срезу проволоки сплава Д19П-Т при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на пределы прочности и текучести сплавов Д19-АТ1 и Д19ч.-АТ1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на удлинение сплава Д19-АТ1 при комнатной температуре

Малоцикловая усталость при пульсирующем растяжении сплава Д19-АТ и Д19-АТ1

Малоцикловая усталость при пульсирующем растяжении сплава Д19-Т и Д19-Т1

Кривые усталости при консольном изгибе с вращением круглых образцов из сплава Д19-Т

Малоцикловая усталость при срезе заклепок сплава Д19П-Т и В65

Влияние температуры испытания на сопротивление срезу проволоки из сплава Д19П

Влияние длительных нагревов на сопротивление срезу заклепочной проволоки из сплава Д19П-Т

Obozn Tom4 1

Obozn Tom4 2

Obozn Tom4 3

Obozn Tom4 4