Разделы

Сплав алюминиевый Д20 с медью и марганцем жаропрочный свариваемый

Подробности: Категория: Сплавы алюминия с медью и марганцем; Просмотров: 414

**Химический состав, %**
(ОСТ1 90048-77)
Al	Cu	Mn	Ti	Fe	Si	Zr	Zn	Mg	Прочие примеси
									каждая	сумма
				не более
Основа	6,0-7,0	0,4-0,8	0,1-0,2	0,3	0,3	0,2	0,1	0,05	0,05	0,1

**Механические свойства сплава Д20**
По показателям прочности, чувствительности к концентрации напряжений, вязкости разрушения, выносливости сплав Д20 равноценен сплаву 1201; отличается более высокой жаропрочностью при температурах ≥200°С по сравнению со сплавом АК4-1.

**Механические свойства при комнатной температуре**
Механические свойства листов при растяжении (не менее)
Полуфабрикат	Лист плакированный				Плита плакированная
ГОСТ, ОСТ, ТУ	ОСТ1 90166-75	ОСТ1 90246-77	ОСТ1 90166-75 ОСТ1 90246-77	ОСТ1 90246-77	ОСТ1 90267-78
Толщина, мм	0,3-0,4	0,4-10,5	0,3-10,5	0,5-10,5	11-80
Масса, кг	-
Состояние	М		Т	Т1	Т	Т1
Направление вырезки образца	П
σ_в,кгс/мм²	≤25	≤24	28	38	28	38
σ_0,2,кгс/мм²	-	-	-	28	-	28
δ₅, %	-	-	-	-	-	-
δ₁₀, %	13	15	12	8	12	8

Полуфабрикат	Профиль			Пруток	Штамповка			Поковка
Полуфабрикат	прессованные				Штамповка			Поковка
ГОСТ, ОСТ, ТУ	ОСТ1 90113-74			ОСТ1 90174-75	ОСТ1 90073-72
Толщина, мм	≤125			≤300	-
Масса, кг	-				≤100			≤100
Состояние	М	Т	Т1		Т1
Направление вырезки образца	Д				Д	П	В	Д	П	В
σ_в,кгс/мм²	≤25	28	35	36	38	37	36	38	37	36
σ_0,2,кгс/мм²	-	-	24	24	26	-	-	26	-	-
δ₅, %	-	-	-	8	10	4	4	10	4	4
δ₁₀, %	12	12	8	-	-	-	-	-	-	-
М - мягкий, отожженный; Т - закаленный и естественно состаренный; Т1 - закаленный и искусственно состаренный. П - поперечное; Д - продольное; В - высотное.

Механические свойства при растяжении, сжатии (не менее)
Полуфабрикат	Полоса прессованная	Лист плакированный
Толщина, мм	20	Всех толщин
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное	Поперечное
σ_в, кгс/мм²	18	20
σ_0,2, кгс/мм²	24	28
σ_{пц. сж}, кгс/мм²	18	22
σ_{0,2 сж}, кгс/мм²	24	30

Чувствительность к концентрации напряжений при растяжении
Полуфабрикат	Лист плакированный
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Форма образца	Плоский (гладкий и с отверстием)
К_t	1	2,6
σ_в, кгс/мм²	43	-
σ^н_в, кгс/мм²	-	43
σ^н_в/σ_в	-	1

Вязкость разрушения при плоской деформации
(внецентренное растяжение компактного образца)
Полуфабрикат	Полоса прессованная
Толщина, мм	160
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Ориентация образца и трещины	Продольное, Поперечное	Поперечное, Продольное	Высотное Продольное
Толщина образца, мм	50
σ_0,2, кгс/мм²	29,5	31	30,9
K_Ic, кгс/мм^3/2	122	113,5	98

Упругие свойства сплава Д20
Полуфабрикат	Лист плакированный	Профиль, пруток перессованные	Поковка и штамповка
Толщина, мм	2-6	До Ø125	-
Масса, кг	-	-	100
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное	Продольное
Е, кгс/мм²	7100	7200	7200
Е_сж, кгс/мм²	7200	7300	7200
G, кгс/мм²	-	2700	2700
μ	-	0,33	0,33

**Механические свойства при низких температурах**
Механические свойства сплава Д20 при растяжении
Полуфабрикат	Поковка
Масса, кг	100
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное; Поперечное
Температура испытания, °С	20	-70	-196
σ_в, кгс/мм²	40	42	52
σ_0,2, кгс/мм²	32	35	40
δ₅, %	12	14	16

**Механические свойства при высоких температурах**
Механические свойства сплава Д20 при растяжении и сжатии
Полуфабрикат	Полоса прессованная						Лист плакированный
Толщина, мм	20						2-6
Масса, кг	-						-
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением						Закаленный и искуственно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное						Поперечное
Температура испытания, °С	20	150	200	250	300	350	20	100	150	200	250	300
σ_в, кгс/мм²	40	34	30	24	18	12	40	36	32	26	18	12
σ_0,2, кгс/мм²	25	22	21	16	13	9	30	27	25	18	12	10
δ_11,3√F, %	12	12	12	11	14	19	10	14	14	16	16	20
σ_{0,2 сж}, кгс/мм²	25	22	-	16	-	9	31	-	-	-	-	-

Полуфабрикат	Поковка
Толщина, мм	-
Масса, кг	До 100
Состояние	Закаленный и искуственно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное
Температура испытания, °С	20	150	175	200	225	250	275
σ_в, кгс/мм²	40	35	33	31	28	23	22
σ_0,2, кгс/мм²	32	28	26	22	20	18	-
δ₅, %	12	16	16	18	18	18	20
σ_{0,2 сж}, кгс/мм²	-	-	-	-	-	-	-

Чувствительность к концентрации напряжений при растяжении
Полуфабрикат	Лист плакированный
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Форма образца	Плоский (гладкий и с отверстием: K_t = 2,6)
Температура испытания, °С	20	100	150	200	250	300
σ_в, кгс/мм²	43	39	35	27	19	12,5
σ^н_в, кгс/мм²	43	41,5	37,5	30,5	22	14,5
σ^н_в/σ_в	1	1,06	1,07	1,13	1,16	1,16

Влияние длительного нагрева на механические свойства при растяжении
Полуфабрикат	Лист плакированный
Толщина, мм	2
Масса, кг	-
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура нагрева и испытания, °С	20	150		200		250
Продолжительность нагрева, час	-	0,5	100	0,5	100	0,5	50
σ_в, кгс/мм²	40	32	32	26	24	18	16
σ_0,2, кгс/мм²	32	25	20	18	15	12	10
δ_11,3√F, %	10	16	18	16	14	16	20

Полуфабрикат	Поковка
Толщина, мм	-
Масса, кг	100
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Продольное
Температура испытания, °С	20	150		200		250		275
Продолжительность нагрева, час	-	0,5	100	0,5	100	0,5	100	0,5	100
σ_в, кгс/мм²	40	35	37	31	29	23	21	22	18,5
σ_0,2, кгс/мм²	32	-	-	-	-	-	-	-	-
δ_11,3√F, %	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Влияние длительного нагрева на механические свойства сварных соединений (аргоно-дуговая сварка)
Полуфабрикат	Лист плакированный
Толщина, мм	2
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Направление вырезки образца	Поперечное
Температура нагрева и испытания, °С	20	100	150	200		250		300
Продолжительность нагрева, час	-	0,5	0,5	0,5	100	0,5	25	0,5
σ_{в. св}, кгс/мм²	29	27	26	22	19	16	14	11
σ_{в. св}/σ_в	0,73	0,75	0,81	0,84	0,79	0,89	0,83	0,92

Пределы ползучести и длительной прочности
Полуфабрикат	Полоса прессованная
Толщина, мм	20
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением
Направление вырезки образца	Продольное
Температура испытания, °С	150	175	200	250	270	300	320	350
σ_0,2/100, кгс/мм²	20	17	12	8	7	6,5	5	3
σ_0,2/200, кгс/мм²	-	-	11,5	7	6,5	6	4	2,5
σ₂₅, кгс/мм²	-	-	20	13	11	8,5	7,5	4,5
σ₅₀, кгс/мм²	-	-	19	13	10,5	8,5	7	4
σ₁₀₀, кгс/мм²	30	21	18	12,5	10	8	6	4
σ₂₀₀, кгс/мм²	-	-	17	11,5	10	7,5	5,5	3,5
σ₄₀₀, кгс/мм²	-	-	-	11	10	7,5	5,5	3

Упругие свойства сплава Д20
Полуфабрикат	Лист плакированный				Полоса прессованная
Толщина, мм	2-6				20
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный				Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением
Направление вырезки образца	Поперечное				Продольное
Температура испытания, °С	150	200	250	300	100	150	200	250
Е, кгс/мм²	6500	6200	5400	5000	6900	6700	6000	5700
Е_сж, кгс/мм²	6600	6300	5400	5000	-	-	-	-

**Коррозионные свойства сплава Д20**
Коррозионная стойкость неплакированных полуфабрикатов из сплава Д20 в естественно и искусственно состаренном состоянии пониженная. Прессованные полуфабрикаты не склонны к коррозионному растрескиванию. Коррозионная стойкость плакированных листов ниже, чем у плакированных листов из сплава Д16, из-за более сильной диффузии меди из сердцевины в плакирующий слой. Сварные швы и зона термического влияния обладают низкой коррозионной стойкостью, склонны к межкристаллитной коррозии. Защита от коррозии в зависимости от назначения деталей осуществляется анодно-окисными, химическими и лакокрасочными покрытиями. Защита от коррозии сварных швов может производиться металлизацией.

**Физические свойства сплава Д20**
Плотность: 2840 кг/м³
Электрические свойства
Полуфабрикат				Все полуфабрикаты
Состояние				Закаленный и искусственно состаренный
ρ·10⁶, Ом·см.				6,1

Теплофизические свойства
Полуфабрикат	Все полуфабрикаты
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный
Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	20-100	20-200	20-300	20-400
λ Вт/м·град	138	142	147	155	159	-	-	-	-
α·10⁶1/град	-	-	-	-	-	22,6	23,6	24,9	26,2

**Технологические данные**
Термическая обработка (инструкция ВИAM 904—67)
Сплав упрочняется закалкой с последующим старением. Сплав не упрочняется при естественном старении, и поэтому продолжительность перерыва между закалкой и старением не ограничивается. Для предотвращения поводки и коробления сварных тонкостенных деталей (с толщиной стенки до 10 мм) охлаждение при закалке разрешается проводить в кипящей воде. Температура закалочной воды перед погружением садки зависит от массы садки и объема закалочного бака, но должна быть не ниже 90°С. Полный отжиг проводится при температуре 350—370°С, охлаждение па воздухе, сокращенный — при температуре 350—370°С, охлаждение на воздухе или в воде.

Режимы закалки и старения
Полуфабрикат	Все полуфабрикаты
Состояние	Закаленный и искусственно состаренный	Закаленный и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему более высокие значения вязкости разрушения и лучшее сопротивление коррозии под напряжением
Температура закалки, °С	530-540
Температура старения, °С	165-175	200-220
Продолжительность старения, час	10-16	8-12

Горячая обработка давлением
Сплав деформируется в горячем состоянии. Охлаждение после деформации — на воздухе; выдержка (для всех толщин) 10—60 мин; скорость охлаждения ≤30 град/час до температуры 260°С, затем на воздухе.
Режимы ковки
Температура нагрева под деформацию, °С	Температурный интервал деформации, °С	Допускаемая степень деформация за один нагрев, %
		на прессе	на молоте
470-420	470-350	80	60

Штампуемость Показатели штампуемости листов в отожженном состоянии
Вытяжка К_выт	Отбортовка К_отб	Выдавка К_выд, %	Гибка r_min
1,8-1,9	1,35-1,55	15-20	(0,8-1,0) s*
* s - толщина листа, мм.

Свариваемость
Сплав удовлетворительно сваривается точечной, роликовой и аргоно-дуговой сваркой с присадкой Д20 или сплава, содержащего (в %) 5,8—6,8 Сu; 0,2—0,4 Мn; до 0,02 Mg; 0,1—0,2 Ti. Склонность к образованию трещин по крестообразной пробе 6—8%. Предел прочности сварных соединений без термической обработки после сварки составляет ≥70% σ_в основного материала, а после закалки и искусственного старения сварного соединения ~90% σ_в. При толщине материала >6 мм сварные соединения обладают пониженной пластичностью.

**Применение**
Для деталей ТРД (крыльчатки, диски, лопатки, хомуты), работающих при температурах до 300—350°С; самолетных деталей (обшивка, фитинги и др.) — при температурах до 150°С; сварных деталей и емкостей, работающих кратковременно при температурах от —253 до +300°С.

Диаграмма растяжения до предела текучести сплава Д20 при комнатной и повышенных температурах

Влияние длительных нагревов на механические свойства сплава Д20 при комнатной температуре

Влияние температуры испытания на предел прочности сварных соединений сплава Д20

Влияние длительного нагрева на свойства сплава Д20

Кривые усталости при консольном изгибе с вращением круглых образцов из сплава Д20

Влияние температуры испытания на предел выносливости при консольном изгибе с вращением образцов из сплава Д20

Obozn Tom4 1

Obozn Tom4 2

Obozn Tom4 3

Obozn Tom4 4

Сплав алюминиевый Д20 с медью и марганцем жаропрочный свариваемый

Новое

Популярное