4. ДЕФОРМИРУЕМЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ, УПРОЧНЯЕМЫЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ

Дуралюмины. Дуралюминами называют сплавы в которые дополнительно вводят марганец (см. табл. 34). Типичным дуралюмином является сплав однако вследствие сравнительно низких механических свойств производство его заметно сокращается; сплав для листов и профилей заменяется сплавом Упрочнение дуралюмина при термической обработке достигается в результате образования зон сложного состава или метастабильных фаз 0 и 5.

Марганец повышает стойкость дуралюмина против коррозии, а присутствуя в виде дисперсных частиц фазы повышает температуру рекристаллизации и улучшает механические свойства. В качестве примесей в дуралюмине присутствуют железо и кремний. Железо образует соединение кристаллизующееся в виде грубых пластин. Кроме того, железо образует соединение нерастворимое в алюминии. Железо связывает медь в этом соединении, вследствие чего снижается эффект упрочнения при старении.

Кремний образует фазы которые растворяются в алюминии и при последующем старении упрочняют сплав. Однако упрочнение от и -фаз невелико, поэтому примесь кремния, уменьшая количество основных упрочняющих фаз и 0, способствует снижениюпрочности. При одновременном присутствии образуются химические соединения, не содержащие основных легирующих элементов (Си и

Железо и кремний, образуя грубые нерастворимые интерметаллические фазы, снижают трещиностойкость т. е. облегчают распространение трещин при действии растягивающих напряжений. По допускается содержание до Снижение содержания до и меньше значительно повышает вязкость разрушения не изменяя величины Сплав (чистый) имеет обычный (после закалки и старения).

Дуралюмин, изготовляемый в листах, для защиты от коррозии подвергают плакированию, т. е. покрытию тонким слоем алюминия высокой чистоты (не ниже Толщина слоя должна составлять толщины листа. Плакирование заметно снижает прочность дуралюмина. Например, предел прочности плакированных листов из сплава составляет 440 вместо для остальных полуфабрикатов.

Упрочнение достигается закалкой и старением. Структура закаленного дуралюмина состоит из пересыщенного а-твердого раствора и нерастворимых соединений железа (см. рис. 183, б).

Дуралюмины после закалки подвергают естественному старению, так как оно обеспечивает получение более высокой коррозионной стойкости. Понижение температуры тормозит старение, а повышение ее, наоборот, увеличивает скорость процесса, но понижает пластичность и сопротивление коррозии. Прессованные полуфабрикаты из сплавов значительно прочнее, чем листы, вследствие пресс-эффекта. Для повышения коррозионной стойкости дуралюмин подвергают электрохимическому оксидированию (анодированию). Дуралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием в закаленном и состаренном состояниях и плохо — в отожженном состоянии, хорошо свариваются точечной сваркой и не свариваются сваркой плавлением вследствие склонности к образованию трещин. Из сплава изготовляют обшивки, шпангоуты, стрингера и лонжероны самолетов, силовые каркасы, строительные конструкции, кузова грузовых автомобилей и т. д.

Сплавы авиаль (АВ). Эти сплавы уступают дуралюмйнам по прочности, но обладают лучшей пластичностью в холодном и горячем состояниях (см. табл. 34). Авиаль удовлетворительно обрабатывается резанием (после закалки и старения) и сваривается контактной и аргонодуговой сваркой. Сплав обладает высокой общей сопротивляемостью коррозии, но склонен к межкристаллитной коррозии.

Авиаль закаливают от с охлаждением в воде, а затем подвергают естественному старению или искусственному при 160 °С 12 ч (АВТ1). Искусственное старение надо выполнять сразу после закалки. При увеличении перерывов между временем закалки и началом искусственного старения прочность сплава после старения уменьшается. Упрочняющей фазой в авиале является соединение

Из сплава изготовляют различные полуфабрикаты (листы, трубы и т. д.), используемые для элементов конструкций, несущих умеренные нагрузки, кроме того, лопасти винтов вертолетов, кованые детали двигателей, рамы, двери, для которых требуется высокая пластичность в холодном и горячем состояниях.

Высокопрочные сплавы. Предел прочности этих сплавов достигает но при меньшей пластичности, чем у дуралюминов. Представителем высокопрочных алюминиевых сплавов является сплав (см. табл. 34).

Упрочняющими фазами в сплавах являются -фаза и -фаза При увеличении содержания цинка и магния прочность сплавов повышается, а их пластичность и коррозионная стойкость понижаются. Добавки марганца и хрома улучшают коррозионную стойкость. Сплавы закаливают от 460-470 °С (с охлаждением в холодной или горячей воде) и подвергают искусственному старению при По сравнению с дуралюмином эти сплавы обладают большой чувствительностью к концентраторам напряжений и пониженной

коррозионной стойкостью под напряжением. У них меньше, чем у дуралюмина, предел выносливости и вязкость разрушения Профили из сплава значительно прочнее листов. Это результат пресс-эффекта, который обусловлен присутствием в сплаве марганца и хрома.

Сплавы обладают хорошей пластичностью в горячем состоянии и сравнительно легко деформируются в холодном состоянии после отжига. Листы из сплава плакируют сплавом алюминия с для повышения коррозионной стойкости. Сплав хорошо обрабатывается резанием и сваривается точечной сваркой, его применяют в самолетостроении для нагруженных конструкций, работающих длительное время при (обшивка, стрингеры, шпангоуты, лонжероны; силовые каркасы строительных сооружений и т. д.). Сплав рекомендуется для сжатых зон конструкции и для деталей без концентраторов напряжений.

Сплавы для ковки и штамповки. Сплавы этого типа отличаются высокой пластичностью и удовлетворительными литейными свойствами, позволяющими получить качественные слитки.

Сплав (см. табл. 34) используют для деталей сложной формы и средней прочности, изготовление которых требует высокой пластичности в горячем состоянии (подмоторные рамы, фитинги, крепежные детали, крыльчатки и т. д.). Сплав рекомендуется для тяжелонагруженных штампованных деталей (подмоторные рамы, стыковые узлы, пояса лонжеронов, лопасти винтов вертолета и т. д.). Сплав менее технологичен, чем сплав

Ковку и штамповку сплавов проводят при температуре 450— 475 °С. Их подвергают закалке и старению при Упрочняющими фазами при старении являются соединения и -фаза Сплавы хорошо обрабатываются резанием и удовлетворительно свариваются контактной и аргонодуговой сваркой. Сплавы склонны к коррозии под напряжением и межкристаллитной коррозии.

Жаропрочные сплавы. Эти сплавы (см. табл. 34) используют для деталей, работающих при температуре до (поршни, головки цилиндров, крыльчатки, лопатки и диски осевых компрессоров турбореактивных двигателей; обшивка сверхзвуковых самолетов и т. д.). Жаропрочные сплавы имеют более сложный химический состав, чем рассмотренные выше алюминиевые сплавы. Их дополнительно легируют железом, никелем и титаном.

Фазами — упрочнителями жаропрочных сплавов являются -фаза -фаза фазы а также При частичном распаде твердого раствора они выделяются в виде дисперсных частиц, устойчивых к коагуляции, что обеспечивает повышенную жаропрочность.

Высокая жаропрочность сплава достигается благодаря высокому содержанию меди, а также марганца и титана,

замедляющих диффузионные процессы. Кроме того, титан задерживает процесс рекристаллизации. Сплавы закаливают при в холодной или горячей воде и подвергают старению при