Сплав алюминиевый ВАД1 с медью и магнием (дуралюмин) конструкционный жаропрочный свариваемый

Химический состав, %
(ОСТ1 90048-77)
Al Cu Mg Mn Ti Zr Be Fe Si Zn Прочие примеси
каждая сумма
не более
Основа 3,8-4,5 2,3-2,7 0,35-0,8 0,03-0,1 0,07-0,2 0,0002-0,05 0,3 0,2 0,1 0,05 0,1
Механические свойства сплава ВАД1
По механическим свойствам при комнатной температуре близок к сплаву Д16, а при повышенной температуре имеет свойства на 5—15% выше.
Сплав имеет преимущество по кратковременной прочности перед всеми свариваемыми сплавами в интервале температур 100—300°С; обладает более низкой пластичностью сварных соединений, чем сплав АМг6.
Механические свойства при комнатной температуре
Механические свойства сплава ВАД1 при растяжении (не менее)
Полуфабрикат Лист плакированный Плита
плакированная
ГОСТ, ОСТ, ТУ ТУ1-92-18-73 ОСТ1 90267-78
Толщина, мм 0,5-1,9 1,9-10 0,5-0,7 0,7-1,9 1,9-5 1,5-1,9 1,9-7 11-25 25-40 40-70 70-80
Состояние Мягкий,
отожженный
Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
естественно
состаренный
нагартованный
Горячекатанный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
σв, кгс/мм2 ≤24 ≤25 35 39 41 43 46 42 39 37 34
σ0,2, кгс/мм2 - - 22,5 26 27 34 35 27 25 24 24
δ10, % 10 10 13 13 12 10 8 7 5 4 3

Механические свойства при растяжении (не менее)
Полуфабрикат Профиль Пруток Штамповка
прессованные
ГОСТ, ОСТ, ТУ СТУ 66-24-68 ОСТ1
90073-72
Толщина, мм Все
размеры
≤5 5,1-10 10,1-20 20,1-40 ≤ Ø210 -
Масса, кг - ≤100
Состояние Мягкий,
отожженный
Прессованный Закаленный и
искусственно
состаренный
Направление
вырезки
образца

Поперечное

Продольное Продольное Поперечное
σв, кгс/мм2 ≤25 40 42 43 45 43 41 40
σ0,2, кгс/мм2 - 30 30 31 32 31 29 28
δ5, % - - - - - - 7 6
δ10, % 12 10 10 10 10 10 - -
Механические свойства при растяжении (средние значения)
Полуфабрикат Лист плакированный Полоса Пруток
прессованные
Толщина, мм ≤2 2-4 ≤2 2-5 5-10 32 ≤30 31-100
Состояние Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
Направление
вырезки
образца

Поперечное

Продольное
σв, кгс/мм2 44 44 42 43 46 46 50 46 49
σ0,2, кгс/мм2 28 30 30 34 37 33 37 37 39
σпц, кгс/мм2 23 24 25 28 - 24 28 - -
δ5, % - - - - - 12 13 10 10
δ10, % - - 8 7 6 - - - -
Механические свойства сварных соединений при растяжении (сварка встык)
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2
Состояние Закаленный и
естественно
состаренный
+
сварка
+
закаленный и
естественно
состаренный
Мягкий,
отжженный
+
сварка
+
закаленный и
искусственно
состаренный
Сварка
+
закаленный и
искусственно
состаренный
Вид сварки ААрДЭС
Направление
вырезки
образца
Поперечное
σв. св, кгс/мм2 36 40 41
Механические свойства при растяжении сварных соединений (ААрДЭС) в зависимости от числа подварок
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 4,0
Состояние Закаленный и
естественно
состаренный
Форма шва
Без снятия усилений

Со снятым усилением
Количество
подварок
Без
подварки
1 2 3 Без
подварки
1 2 3
σв. св, кгс/мм2 35 31 31 30 34 27 26 26
Механические свойства при растяжении сварных соединений (ААрДЭС) в зависимости от режима термической обработки
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2,0
Состояние до
сварки
Закаленный и естественно состаренный
Мягкий,
отожженный
после
сварки
Естественное
старение
Старение при
190°С - 12 часов
Закаленный и
искусственно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
Закаленный и
естественно
состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
σв. св, кгс/мм2 36 36 42 41 40

Чувствительность к концентрации напряжений при растяжении
Полуфабрикат Лист
плакированный
Полоса Пруток
прессованные
Толщина, мм 2 32 до Ø50
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца

Поперечное

Продольное Поперечное Продольное
Форма образца Плоский с
боковыми
надрезами
(rн = 0,1 мм)
Круглый с кольцевой выточкой (rн = 0,1 мм)
Кt 4,0
σнв, кгс/мм2 38 51 55 52
σнв/σв 0,85 1,05 1,17 1,04
Ударная вязкость и работа разрушения образца с трещиной при ударном изгибе
Полуфабрикат Полоса
прессованная
Лист
плакированный
Толщина, мм 32 2
Состояние Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
Направление
вырезки
образца

Продольное

ан, кгс·м/см2 1,9 - -
ат.у., кгс·м/см2 - 1,4 1,0
Предел выносливости (N = 2·107 циклов)
Полуфабрикат Лист плакированный Полоса прессованная
Толщина, мм 2 32
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное Продольное,
Поперечное
Вид испытания Симметричный изгиб Консольный изгиб с вращением
R -1
v Гц 25 50
Форма образца Плоский (гладким и с отверстием) Круглый: гладкий и с кольцевой
выточкой (rн = 0,1 мм)
Kt

1

2,6 1 2,2
σR, кгс/мм2 10 8 14 8-9
Упругие свойства сплава ВАД1
Полуфабрикат Лист плакированный Профиль, пруток,
плита прессованные
Толщина, мм 2-4 Всех размеров
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное Продольное
Е, кгс/мм2 6950 7200
Есж, кгс/мм2 7100 7350
G, кгс/мм2 - 2700
μ - 0,33
Механические свойства при низких температурах
Механические свойства при растяжении (средние значения)
Полуфабрикат Лист плакированный Полоса прессованная
Толщина, мм 2 32
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное Продольное Поперечное
Температура
испытания, °С
+20 -70 -196 -253 -269 +20 -70 -196 +20 -70 -196
σв, кгс/мм2 45 48 54 67,8 65,3 50 52 60 47 48 52
σ0,2, кгс/мм2 27 30 38 42,7 42,9 37 41 50 33 35 40
δ5, % - - - - - 13 15 14 12 14 11
δ10, % 18 20 20 19 17 - - - - - -
Механические свойства сварных соединений (аргоно-дуговая сварка встык)
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2 4
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Форма шва С усилением Без усиления
Температура
испытания, °С
20 -70 -196 20 -70 -196 20 -70 -196
σв. св, кгс/мм2 40 44 44 36 38 41 35 34 39
σв. св/σв 0,89 0,92 0,82 0,82 0,84 0,74 0,80 0,75 0,70
Механические свойства сварных соединений  при срезе и отрыве
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Вид сварки ТЭС
Температура
испытания, °С
20 -70
σотр, кгс/мм2 5 5,5
τср. св, кгс/мм2 18 20

Механические свойства при высоких температурах
Механические свойства сплава ВАД1 при растяжении
Полуфаб-
рикат
Лист плакированный Профиль
прессованный
Толщи-
на, мм
2 4 2
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направ-
ление
вырезки
образца
Поперечное Продольное
Темпе-
ратура

испы-
тания,
°С
20 100 150 200 250 300 350 20 100 150 250 300 20 150 200 250 300
σв,
кгс/мм
2
44 42 40 34 27 19 11 44 42 40 33 19 48 45 37 32 17
σ0,2,
кгс/мм
2
28 27 27 23 21 14 10 30 30 27 26 16 - - - - -
σпц,
кгс/мм
2
22 - - 12 8 5 - - - - - - - - - - -
δ10, % 22 25 18 12 18 18 30 22 23 20 26 20 12 12 18 11 15
Механические свойства при растяжении
Полуфаб-
рикат
Полоса прессованная Пруток
прессованный
Толщи-
на, мм
32 Ø50
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направ-
ление
вырезки
образца
Продольное Поперечное Продольное
Темпе-
ратура

испы-
тания,
°С
20 150 200 250 300 20 150 200 250 300 20 150 200 250 300
σв,
кгс/мм
2
52 44 40 27 21 46 41 38 27 21 52 46 41 33 21
σ0,2,
кгс/мм
2
39 35 34 23 - 33 31 29 24 - - - - - -
σпц,
кгс/мм
2
36 31 28 16 - 24 21 20 12 - - - - - -
δ10, % 13 14 19 14 21 12 12 12 9 20 13 15 18 10 20
Механические свойства сварных соединений при растяжении
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2 4
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Вид сварки ААрДЭС (сварка встык)
Форма шва С усилением Без усиления
Температура
испытания, °С
20 200 250 300 20 100 200 300 400 20 100 200 300 400
σв. свкгс/мм2 36 31 24 17 36 34 30 15 6 35 31 27 14 6
σв. св/σв
0,82 0,94 0,89 0,89 0,82 0,81 0,91 0,88 1,0 0,8 0,74 0,82 0,82 1,0
Механические свойства сварных соединений при срезе и отрыве
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2,0
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Вид сварки ТЭС  
Температура
испытания, °С
100 200 250 300 350 400
σотркгс/мм2 5,5 4,9 5,2 5,6 5,8 3,2
τср. свкгс/мм2 16,7 14,5 12,2 10,9 7,7 5,5
Влияние длительных нагревов на механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное Продольное
Температура
испытания, °С
175 200 250 150 200 250 300
Продолжительность
нагрева, час
50 100 50 100 10 50 10 50 100 50 100 20 50 5 20
σвкгс/мм2 36 30 31 30 25 22 45 45 44 33 32 22 20 11 9
δ10, % 4 14 13 14 15 15 15 15 14 16 17 24 30 32 46

Влияние длительных нагревов на механические свойства при растяжении
Полуфабрикат Полоса прессованная
Толщина, мм 32
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Продольное
Температура
нагрева и
испытания, °С
150 200 250 300
Продолжительность
нагрева, час
0,5 100 0,5 20 50 100 0,5 20 50 0,5 10
σвкгс/мм2 44 44 40 35 34 32 31 23 21 21 12
δ10, % 14 16 19 15 16 19 11 24 27 21 37
Полуфабрикат Полоса прессованная
Толщина, мм 32
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Температура
нагрева и
испытания, °С
150 200 250 300
Продолжительность
нагрева, час
0,5 100 0,5 10 100 0,5 20 50 0,5 10
σвкгс/мм2 41 41 38 35 30 29 23 21 21 12
δ10, % 15 15 17 14 15 9 21 20 20 31
Пределы ползучести и длительной прочности
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2,0
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Температура
испытания, °С
150 200
σ100, кгс/мм2 27 -
σ10, кгс/мм2 - 24
σ50, кгс/мм2 - 16
σ0,2/10, кгс/мм2 - 13
σ0,2/50, кгс/мм2 - 9
σ0,2/100, кгс/мм2 18 -
Упругие свойства сплава ВАД1
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм До 2
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Направление
вырезки
образца
Поперечное
Температура
испытания, °С
20 100 150 200 250 300
Е, кгс/мм2 6950 6600 6400 5900 5400 4800
Коррозионные свойства сплава ВАД1
Неплакированные полуфабрикаты из сплава ВАД1 обладают пониженной коррозионной стойкостью. В закаленном и искусственно состаренном состоянии склонность к коррозионному растрескиванию отсутствует, но имеется склонность к межкристаллитной коррозии. Сварной шов и зона термического влияния имеют пониженную коррозионную стойкость.
Эксплуатационные нагревы не снижают коррозионной стойкости сплава и его сварных соединений.
Плакированные листы обладают повышенной коррозионной стойкостью.
Защита от коррозии в зависимости от назначения деталей осуществляется анодно-окисными, химическими и лакокрасочными покрытиями. Для защиты сварных швов может применяться металлизация.
Физические свойства сплава ВАД1
Плотность: 2750 кг/м3
Электрические свойства
Полуфабрикат Полоса прессованная
Состояние Закаленный и естественно состаренный
ρ·106, Ом·см. 5,94
Теплофизические свойства
Полуфабрикат Все полуфабрикаты
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Температура
испытания
, °С
20 100 200 300 400 20-100 20-200 20-300
λ Вт/м·град 117 126 138 151 155 - - -
с кДж/кг·град - 0,880 0,922 0,964 1,05 - - -
α·106 1/град - - - - - 24,6 26,6 28,6

Технологические данные
Термическая обработка
Сплав упрочняется естественным и искусственным старением.
Режим полного отжига: температура 380—420°С, выдержка 10—60 мин (для полуфабрикатов всех толщин), скорость охлаждения не более 30 град/час до температуры 260°С, затем на воздухе.
Режимы закалки и старения
Полуфабрикат Все
полуфабрикаты
 Состояние Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
Температура
закалки, °С
500-508
Температура
старения, °С
Комнатная 185-195
Продолжительность
старения
≥240 12-14
Горячая обработка давлением
Сплав удовлетворительно деформируется в горячем и холодном состояниях.
Режимы горячей деформации
Температура
нагрева под
деформацию
Температурный
интервал
деформации
Допускаемая
деформация за
один нагрев, %
Оборудование
°С
470-420 470-400 70 Пресс
гидравлический
450-420 450-380 50 Молот и пресс
механические
Штампуемость
Показатели штампуемости
Полуфабрикат Состояние Вытяжка
Квыт
Отбортовка
Котб
Выдавка
Квыд, %
Гибка
rmin
Лист
плакированный
Мягкий 1,8-1,9 1,35-1,55 15-20 (0,8-1,0) s*
Свежезакаленный 1,7-1,8 1,3-1,5 12-15 (1,0-1,2) s*
Закаленный и
естественно
состаренный
1,45-1,50 1,28 8-10 3,5 s*
* s - толщина листа, мм.
Свариваемость
Сплав удовлетворительно сваривается аргоно-дуговой, точечной и роликовой сваркой.
В качестве присадки применяется проволока ВАД1. Допускаются две подварки, при этом предел прочности снижается на 10—20%.
Сварные соединения имеют предел прочности 36—38 кгс/мм2 и угол изгиба 50—60 град при толщине 1—3 мм. С увеличением толщины показатели прочности и пластичности сварных соединений снижаются.
Оптимальными значениями прочности обладают сварные соединения с коэффициентом формы шва, равным 1. Предел прочности сварных соединений при комнатной температуре составляет 80% от предела прочности основного материала.
Влияние подварки на угол изгиба сварных соединений (ААрДЭС)
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 4
Состояние Закаленный и естественно состаренный
Количество
подварок
Без подварки 1 2
α, град 34 18 18
Влияние режима термической обработки на угол изгиба сварных соединений (ААрДЭС)
Полуфабрикат Лист плакированный
Толщина, мм 2
Состояние до сварки Закаленный и
естественно
состаренный
Мягкий,
отожженный
после сварки Закаленный и
естественно
состаренный
Закаленный и
искусственно
состаренный
α, град 50 40 50
Применение
Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах: кратковременно до 250—300°С и длительно при более низких температурах.

Диаграмма растяжения до предела текучести сплава ВАД1 при комнатной и повышенной температурах

Влияние длительных нагревов на предел прочности сплава ВАД1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на предел текучести сплава ВАД1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на предел прочности сплава ВАД1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на предел текучести сплава ВАД1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на предел прочности сплава ВАД1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на предел текучести сплава ВАД1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на предел прочности сплава ВАД1 при комнатной температуре

Влияние длительных нагревов на предел текучести сплава ВАД1 при комнатной температуре

Кривые усталости при симметричном изгибе сплава ВАД1

Кривые усталости при симметричном изгибе сплава ВАД1

Прочность при растяжении с изгибом сплава ВАД1

Obozn Tom4 1

Obozn Tom4 2

Obozn Tom4 3

Obozn Tom4 4