Маркировка алюминиевых сплавов кратко

Обновлено: 30.06.2024

Алюминиевые сплавы маркируют буквенно-цифровой маркировкой (табл. 4.4) или цифровой (рис. 4.1).

Буквы означают соответствующую группу, а цифры указывают номер сплава или содержание основного легирующего элемента в процентах.

Сочетание букв АМг или АМц означает сплав Al с Mg или Mn, соответственно. У сплавов Al – Mg цифра характеризует среднее содержание Mg (в %). Так, сплавы АМгЗ, АМг5 и АМг6 содержат соответственно 3; 5 и 6% Mg.

Высокопрочные сплавы (В) системы Al – Zn – Mg – Cu имеют первую цифру 9; вторая цифра указывает номер сплава (например, В93, В94, В95).

АД — означает A1 деформируемый.

Д — означает сплав типа дуралюмин – системы Al – Сu – Mg.

АК — означает группу алюминиевых ковочных сплавов. Цифры показывают номер сплава; дополнительная цифра 1 указывает модификацию сплава (например, АК4 и АК4-1).

Состояние при поставке сплавов, не упрочняемых термообработкой, обозначают буквами, следующими после маркировки: А – сплав повышенного качества; М – мягкий, отожженный; П – полунагартованный; Н – нагартованный.

Состояние при поставке сплавов, упрочняемых термообработкой, имеет буквенно-цифровую индексацию, следующую после маркировки: М – мягкий, отожженный; Т – термически обработанный, закаленный и естественно состаренный; Т1 – термически обработанный, закаленный и искусственно состаренный; Н – нагартованный; H1 – усиленно нагартованный и т. д.

Литейные алюминиевые стали обозначаются АЛ и цифрой, показывающей условный номер сплава (например, АЛ2, АЛЗ, АЛ4).

Наряду с этим имеется буквенно-цифровая маркировка технологической обработки полуфабрикатов и изделий, качественно отражающая механические, химические и другие свойства сплава. Например, обозначения режимов термической обработки литейных алюминиевых сплавов следующие: Т1 – старение; Т2 – отжиг; Т4 – закалка; Т5 – закалка и частичное старение; Т6 – закалка и полное старение до наибольшей твердости; Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск; Т8 – закалка и смягчающий отпуск.

Примеры обозначения сплавов с помощью буквенно-цифровой и цифровой маркировок приведены в табл.4.4. и 4.5.

Марки алюминия и его сплавов.

Марки алюминия первичного:А0, А5, А5Е, А6, А7, А7Е, А8, А85, А95, А97, А99, А995, А999;

Алюминий технический:АД,АД0, АД00, АД000, АД00Е, АД0Е, АД1, АДоч, АДС, АДч;

Алюминий для раскисления:АВ86, АВ86Ф, АВ88, АВ88Ф, АВ91, АВ91Ф, АВ92, АВ92Ф, АВ97, АВ97Ф;

Алюминиевые литейные сплавы:АК21М2.5Н2.5, АК4М4, АК5М2, АК5М7, АК7, АК7М2, АК9, АЛ1, АЛ11, АЛ13, АЛ19, АЛ2, АЛ21, АЛ22, АЛ23, АЛ23-1, АЛ24, АЛ25, АЛ26, АЛ27, АЛ27-1, АЛ28, АЛ29, АЛ3, АЛ30, АЛ32, АЛ33, АЛ34, АЛ4, АЛ4-1, АЛ4М, АЛ5, АЛ5-1, АЛ6, АЛ7, АЛ7-4, АЛ8, АЛ9, АЛ9-1, В124, В2616, ВАЛ10, ВАЛ10М, ВАЛ11, ВАЛ12, ВАЛ8;

Алюминиевые деформируемые сплавы:1201, 1420, АВ, АД31, АД33, АД35, АК4, АК4-1, АК6, АК8, АМг1, АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6, АМц, АМцС, АЦпл, В65, В93, В94, В95, В95П, В96, В96ц, В96Ц1, ВД17, Д1, Д12, Д16, Д16П, Д18, Д19, Д1П, Д20, Д21, ММ;

Алюминиевые антифрикционные сплавы:АМСТ, АН-2.5, АО20-1, АОЗ-1, АОЗ-7, АО6-1, АО9-1, АО9-2, АО9-2Б, АСМ.

Буквенно-цифровая маркировка алюминиевых сплавов.

Примеры маркировки алюминиевых сплавов.

Рис. 4.1. Принципы цифровой маркировки алюминиевых сплавов.

Классификация алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы в основном подразделяются на деформируемые (поддающиеся обработке давлением в катаном или прессованном виде) и литейные (обрабатываемые методами литья). В производстве порошковых, гранулируемых сплавов и композиционных материалов в той или иной мере используются процессы пластической деформации и литья.

Алюминиевые сплавы разделяют также по способности упрочняться термической обработкой на упрочняемые (закалка с 435 – 545°C, естественное старение при 20°C или искусственное - при 75 – 225°С, 3 – 48 ч) и не упрочняемые при обработке. Сплавы могут подвергаться гомогенизационному (480 – 530°C, 6 – 36 ч), рекристаллизационному (300 – 500°C, 0,5 – 3 ч) и разупрочняющему (закаленные и состаренные сплавы - 350–430°C, 1 – 2 ч) отжигам. Деформируемые сплавы после обработки давлением и последующей термической обработки по механическим свойствам превосходят литейные сплавы. Литейные сплавы отличаются повышенным содержанием легирующих элементов, а эвтектическая структура (15 – 20 % объема) обеспечивает жидкотекучесть и более низкую температуру плавления.

Деформируемые сплавы применяют для изготовления несложных по конфигурации деталей, воспринимающих, однако, повышенные нагрузки. Литейные сплавы используют для изготовления деталей сложной формы, воспринимающих меньшие нагрузки.

Границей деформируемых и литейных алюминиевых сплавов служит предел насыщения твердого раствора при эвтектической температуре (рис. 4.2)

Рис. 4.2. Классификация алюминиевых сплавов по диаграмме состояния системы Al – X, где X – легирующий элемент.

Состав алюминиевых сплавов в процентах, термически не упрочняемых обработанных.

Алюминий — серебристо-белый легкий парамагнитный металл. Впервые получен физиком из Дании Гансом Эрстедом в 1825 году. В периодической системе Д. И. Менделеева имеет номер 13 и символ Al, атомная масса равна 26,98.

Производство алюминия

Для производства алюминия используют бокситы — это горная порода, которая содержит гидраты оксида алюминия. Мировые запасы бокситов почти не ограничены и несоизмеримы с динамикой спроса.

Боксит дробят, измельчают и сушат. Получившуюся массу сначала нагревают паром, а затем обрабатывают щелочью — в щелочной раствор переходит большая часть оксида алюминия. После этого раствор длительно перемешивают. На этапе электролиза глинозем подвергают воздействию электрического тока силой до 400 кА. Это позволяет разрушить связь между атомами кислорода и алюминия, в результате чего остается только жидкий металл. После этого алюминий отливают в слитки или добавляют к нему различные элементы для создания алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы

Наиболее распространенные элементы в составе алюминиевых сплавов — медь, марганец, магний, цинк и кремний. Реже встречаются сплавы с титаном, бериллием, цирконием и литием.

Алюминиевые сплавы условно разделяют на две группы: литейные и деформируемые.

Для изготовления литейных сплавов расплавленный алюминий заливают в литейную форму, которая соответствует конфигурации получаемого изделия. Эти сплавы часто содержат значительные примеси кремния для улучшения литейных свойств.

Деформируемые сплавы сначала разливают в слитки, а затем придают им нужную форму.

Прокаткой, если необходимо получить листы и фольгу.
Прессованием, если нужно получить профили, трубы и прутки.
Формовкой, чтобы получить сложные формы полуфабрикатов.
Ковкой, если требуется получить сложные формы с повышенными механическими свойствами.

Марки алюминиевых сплавов

А — технический алюминий;
Д — дюралюминий;
АК — алюминиевый сплав, ковкий;
АВ — авиаль;
В — высокопрочный алюминиевый сплав;
АЛ — литейный алюминиевый сплав;
АМг — алюминиево-магниевый сплав;
АМц — алюминиево-марганцевый сплав;
САП — спеченные алюминиевые порошки;
САС — спеченные алюминиевые сплавы.

М — сплав после отжига (мягкий);
Т — после закалки и естественного старения;
А — плакированный (нанесен чистый слой алюминия);
Н — нагартованный;
П — полунагартованный.

Виды и свойства алюминиевых сплавов

Алюминиево-магниевые сплавы

Эти пластичные сплавы обладают хорошей свариваемостью, коррозийной стойкостью и высоким уровнем усталостной прочности.

В алюминиево-магниевых сплавах содержится до 6% магния. Чем выше его содержание, тем прочнее сплав. Повышение концентрации магния на каждый процент увеличивает предел прочности примерно на 30 МПа, а предел текучести — примерно на 20 МПа. При подобных условиях уменьшается относительное удлинение, но незначительно, оставаясь в пределах 30–35%. Однако при содержании магния свыше 6% механическая структура сплава в нагартованном состоянии приобретает нестабильных характер, ухудшается коррозийная стойкость.

Для улучшения прочности в сплавы добавляют хром, марганец, титан, кремний или ванадий. Примеси меди и железа, напротив, негативно влияют на сплавы этого вида — снижают свариваемость и коррозионную стойкость.

Алюминиево-марганцевые сплавы

Это прочные и пластичные сплавы, которые обладают высоким уровнем коррозионной стойкости и хорошей свариваемостью.

Для получения мелкозернистой структуры сплавы этого вида легируют титаном, а для сохранения стабильности в нагартованном состоянии добавляют марганец. Основные примеси в сплавах вида Al-Mn — железо и кремний.

Сплавы алюминий-медь-кремний

Сплавы этого вида также называют алькусинами. Из-за высоких технических свойств их используют во втулочных подшипниках, а также при изготовлении блоков цилиндров. Обладают высокой твердостью поверхности, поэтому плохо прирабатываются.

Алюминиево-медные сплавы

Механические свойства сплавов этого вида в термоупрочненном состоянии порой превышают даже механические свойства некоторых низкоуглеродистых сталей. Их главный недостаток — невысокая коррозионная стойкость, потому эти сплавы обрабатывают поверхностными защитными покрытиями.

Алюминиево-медные сплавы легируют марганцем, кремнием, железом и магнием. Последний оказывает наибольшее влияние на свойства сплава: легирование магнием значительно повышает предел текучести и прочности. Добавление железа и никеля в сплав повышает его жаропрочность, кремния — способность к искусственному старению.

Алюминий-кремниевые сплавы

Сплавы этого вида иначе называют силуминами. Некоторые из них модифицируют добавками натрия или лития: наличие буквально 0,05% лития или 0,1% натрия увеличивает содержание кремния в эвтектическом сплаве с 12% до 14%. Сплавы применяются для декоративного литья, изготовления корпусов механизмов и элементов бытовых приборов, поскольку обладают хорошими литейными свойствами.

Сплавы алюминий-цинк-магний

Прочные и хорошо обрабатываемые. Типичный пример высокопрочного сплава этого вида — В95. Подобная прочность объясняется высокой растворимостью цинка и магния при температуре плавления до 70% и до 17,4% соответственно. При охлаждении растворимость элементов заметно снижается.

Основной недостаток этих сплавов — низкую коррозионную стойкость во время механического напряжения — исправляет легирование медью.

Авиаль

Применять авиаль стали после открытия Д. Хансоном и М. Гейлером эффекта искусственного состаривания и термического упрочнения этой группы сплавов за счет выделения Mg2Si.

Эти сплавы отличаются высокой пластичностью и удовлетворительной коррозионной стойкостью. Из авиаля изготавливают кованые и штампованные детали сложной формы. Например, лонжероны лопастей винтов вертолетов. Для повышения коррозионной стойкости содержание меди иногда снижают до 0,1%.

Также сплав активно используют для замены нержавеющей стали в корпусах мобильных телефонов.

Физические свойства

Плотность — 2712 кг/м 3 .
Температура плавления — от 658°C до 660°C.
Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг.
Температура кипения — 2500 °C.
Удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг.
Удельная теплоемкость — 897 Дж/кг·K.
Электропроводность — 37·10 6 См/м.
Теплопроводность — 203,5 Вт/(м·К).

Химический состав алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы
Марка		Массовая доля элементов, %											Плотность, кг/дм³
ГОСТ	ISO 209-1-89	Кремний (Si)	Железо (Fe)	Медь (Cu)	Марганец (Mn)	Магний (Mg)	Хром (Cr)	Цинк (Zn)	Титан (Ti)	Другие		Алюминий не менее
ГОСТ	ISO 209-1-89	Кремний (Si)	Железо (Fe)	Медь (Cu)	Марганец (Mn)	Магний (Mg)	Хром (Cr)	Цинк (Zn)	Титан (Ti)	Каждый	Сумма	Алюминий не менее
АД000	A199,8 1080A	0,15	0,15	0,03	0,02	0,02	0,06	0,02	0,02	99,8	2,7
АД00 1010	A199,7 1070A	0,2	0,25	0,03	0,03	0,03	0,07	0,03	0,03	99,7	2,7
АД00Е 1010Е	ЕА199,7 1370	0,1	0,25	0,02	0,01	0,02	0,01	0,04	Бор:0,02 Ванадий+титан:0,02	0,1	99,7	2,7

Применение алюминия

Ювелирные изделия

В далеком прошлом из-за высокой стоимости алюминия его использовали для изготовления ювелирных изделий. Так, весы с алюминиевыми и золотыми чашами были подарены Д. И. Менделееву в 1889 г.

Когда себестоимость алюминия снизилась, мода на ювелирные изделия из этого металла прошла. Но и в наши дни его используют для изготовления бижутерии. В Японии, например, алюминием заменяют серебро при производстве национальных украшений.

Столовые приборы

По-прежнему пользуются популярностью столовые приборы и посуда из алюминия. В частности, в армии широко распространены алюминиевые фляжки, котелки и ложки.

Стекловарение

Алюминий широко применяют в стекловарении. Высокий коэффициент отражения и низкая стоимость вакуумного напыления — основные причины использования алюминия при изготовления зеркал.

Пищевая промышленность

Военная промышленность

Из-за небольшого веса и низкой стоимости алюминий широко применяют при изготовлении ручного стрелкового оружия — автоматов и пистолетов.

Ракетная техника

Алюминий и его соединения используют в качестве ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твердых ракетных топливах.

Алюмоэнергетика

В алюмоэнергетике алюминий используют для производства водорода и тепловой энергии, а также выработки электроэнергии в воздушно-алюминиевых электрохимических генераторах.

В современном мире алюминию отведено важное место. Металл, открытый всего 1,5 века назад используется в промышленных, военных и потребительских целях. Сплавы на основе алюминия применяют для изготовления легких конструкций, в качестве проводников тока, пищевой упаковки, отделочного материала. Химический элемент обладает хорошими восстановительными качествами и используется в металлургии для раскисления стали. Легирование алюминием снижает склонность к полиморфному распаду у титановых сплавов. Рассмотрим как получают алюминий и как расшифровываются обозначения марок.

Одно из названий: “серебро из глины” — указывает на технологию выплавки. В естественной среде металл в чистом виде не встречается, так как обладает высокой химической активностью. Оксид Al₂О₃ — основная составляющая глинозема, входит в состав таких природных минералов как рубин, сапфир, изумруд и др.

Из-за высокого сродства с кислородом восстановление углеродом, как при выплавке стали невозможно. Современная технология была разработана в 1886 году, она состоит из нескольких этапов:

Производство боксита (руды): глинозем дробят, сушат, обрабатывают паром для удаления примесей;
Растворение оксида Al₂О₃ в расплаве криолита Na₃AIF₆ при 950 С⁰;
Электролиз расплава при котором разрывается связь с кислородом.

Для очистки от примесей применяют различные способы:

Продувание хлором: снижает содержание неметаллических включений, железа, кремния, щелочноземельных металлов (Ca, Ba, Mg, Ra, Sr);
Электролитическое рафинирование: получение алюминия высокой чистоты (марки А995-А95);
Прецизионные способы: сложные технологии для выплавки металла особой чистоты 99,99%;
Фракционная кристаллизация: погружение в расплав теплообменника, выполняющего функцию кристаллизатора или охлаждение жидкого металла с помощью инертных газов;
Химические методы, основанные на образовании интерметаллидов, например боридов.

Для придания дополнительных свойств сплав легируют титаном, цинком, марганцем, хромом, никелем и другими элементами. В зависимости от содержания чистого металла, примесей и легирующих элементов, состав маркируется согласно ГОСТ 4784-97.

Классификация марок алюминия

Первичный алюминий производят по ГОСТ 11069-2001 или ГОСТ Р 55375-2012. Показатель чистоты определяет физические и химические свойства, при которых применение металла оправдано в отдельных отраслях промышленности.

Особая: 99,999% — обозначение А999. Для изготовления полупроводников и лабораторных работ;
Высокая: 99,95 -99,995% — марки А95, А97, А99, А995. Производство деталей радио и электрооборудования;
Техническая: 99-99,85% — А0, А5, А6, А7, А8, А85. Для проводов, прокладок и приготовления сплавов.

Обозначения марок отражают только сотые доли процентов содержания чистого металла, так как оно всегда выше 99%. Технический алюминий используют в разных целях, в том числе для изготовления упаковки и посуды. Для описания качеств применяют следующие термины:

Первичный: по степени очистки Ч, ОЧ, ПЧ (чистый, особой чистоты и повышенной);
Технический: все сырье с содержанием примесей от 0,15 до 1%;
Деформируемый (АД): предназначенный для изготовления полуфабрикатов по технологии проката;
Литейный: для производства изделий методом отливок;
Для раскисления стали: расходные материалы низкой степени очистки.

Деформируемый алюминий обозначают аббревиатурой АД, например: АД000, АД00. Буква Е выражает заданные электрические характеристики, АД1пл — материал, предназначенный для плакировки тонколистового проката. Наряду с этими маркировками применяют цифровые: АД0 соответствует 1011, АД1 — 1013.

Таблица основных марок алюминия и сплавов

Алюминий первичный
А0	А5	А5Е	А6		А7
А7Е	А8	А85	А95		А97
А99	А995	А999
Алюминий технический
АД	АД0	АД00	АД000		АД00Е
АД0Е	АД1	АДоч	АДС		АДч
Алюминий для раскисления
АВ86	АВ86Ф	АВ88	АВ88Ф		АВ91
АВ91Ф	АВ92	АВ92Ф	АВ97		АВ97Ф
Алюминий литейный
АК21М2.5Н2.5	АК4М4	АК5М2		АК5М7	АК7
АК7М2	АК9	АЛ1		АЛ11	АЛ13
АЛ19	АЛ2	АЛ21		АЛ22	АЛ23
АЛ23-1	АЛ24	АЛ25		АЛ26	АЛ27
АЛ27-1	АЛ28	АЛ29		АЛ3	АЛ30
АЛ32	АЛ33	АЛ34		АЛ4	АЛ4-1
АЛ4М	АЛ5	АЛ5-1		АЛ6	АЛ7
АЛ7-4	АЛ8	АЛ9		АЛ9-1	В124
В2616	ВАЛ10	ВАЛ10М		ВАЛ11	ВАЛ12
ВАЛ8
Алюминиевый деформируемый сплав
1201	1420	АВ	АД31		АД33
АД35	АК4	АК4-1	АК6		АК8
АМг1	АМг2	АМг3	АМг3С		АМг4
АМг4.5	АМг5	АМг5П	АМг6		АМц
АМцС	АЦпл	В65	В93		В94
В95	В95П	В96	В96ц		В96Ц1
ВД17	Д1	Д12	Д16		Д16П
Д18	Д19	Д1П	Д20		Д21
ММ
Алюминиевый антифрикционный сплав
АМСТ	АН-2.52	АО20-1	АО3-12		АО3-7
АО6-1	АО9-1	АО9-2	АО9-2Б		АСМ

Марки листов алюминия

Производство листового проката регламентирует ГОСТ 21631-76. Листы производят из марок А0, А5, А6, А7, АД0, АД1 и сплавов с магнием, марганцем, цинком. Для решения ряда технологических задач у алюминия достаточно пластичности, но порой не хватает механических характеристик. Для улучшения качеств применяют методы:

Плакирование: напыление металлического слоя, по толщине оно может быть технологическим (Б), нормальным (А), утолщенным (У);
Нагартовка: упорядоченное нанесение микродефектов, которые формируют уплотнения. По степени обработки листы бывают нагартованными (Н) и полунагартованными (Н2);
Термически обработанные: применяют упрочняющий отжиг и закаливание.

Закаленные полуфабрикаты подвергают старению. После нагрева в печи изделия находятся в неподвижном состоянии, в это время происходят изменения кристаллической решетки, связанные с выпадением избыточной фазы. Пресыщенные легирующими элементами кристаллы выделяют отдельные атомы, которые концентрируются на границах зерен. Частицы, образованные таким образом упрочняют сплав. Старение может быть естественным (при комнатной температуре) или искусственным (при специально поддерживаемой температуре до 100-150 С⁰).

Произведенная обработка обозначается следующим образом:

М — отожженные полуфабрикаты или соответствующие им по механическим параметрам;
Т — закаленные и состаренные естественным способом;
Т1 — закаленные и состаренные искусственно;
ТН — нагартованные после закалки и естественного старения.

Отделка поверхности может быть обычной, повышенной (П) и высокой (В). Эти буквы ставят в конце маркировки; “П” указанная в геометрических параметрах 1000Пх2000. означает повышенную точность.

А5 М 1,5х1000х2500 — отожженный лист толщиной 1,5 мм.;
АД1Н 2,0х1200х3000 — нагартованный деформируемый;
Д16АТ 5,0х1200х3000 — лист из дюралюминия Д16 с нормальным плакированием (А), закаленный и состаренный в естественных условиях (Т).

Алюминиевый листовой прокат применяют в строительстве, автомобилестроении, для изготовления штампованных деталей и производства фольги.

Маркировка алюминия

В стандарте ГОСТ 4784-97 представлена классификация в виде 9 таблиц, в которых одновременно используется буквенная и числовая система. Можно заметить, что марки АД присутствуют в нескольких таблицах, так как это материалы с разными системами, в то же время ряд сплавов обозначается с помощью химического состава. Как расшифровать эту классификацию?

А — техническое сырье;
АД — деформируемый сплав;
Д — дюраль;
АВ — авиаль, но к ним относят АВ, АД31, АД35;
В — высокопрочный;
АМ — с медью;
АМг — с магнием;
АК — с кремнием;
САП — спеченные порошки;
САС — спеченные сплавы;
СИЛ — силумины;
Св — для сварочной проволоки.

Следует отметить, что силумины — это сплавы, легированные кремнием, их маркировки могут выглядеть как СИЛ1, СИЛ2 и одновременно АК9, АК10М2Н. Дюрали — собирательное название группы высокопрочных (В) материалов, их маркируют: Д16, Д18, В65, ВАД1.

1000-1018 — технический металл;
1020-1025 — пеноалюминий;
1019, 1029, 1039 и т.д. — САП;
1100-1190 — основа Al-Cu-Mg;
1200-1290 — Al-Cu-Mn;
1300-1390 Al-Mg-Si;
1319, 1329, 1339 и т.д — САС;
1400-1419 Al-Mn и Al-Be-Mg;
1420-1490 Al-Li;
1500-1590 Al-Mg;
1900-1990 Al-Zn-Mg.

Марка	Группа сплавов, основная система легирования
1000-1018	Технический алюминий
1019, 1029 и т. д.	Порошковые сплавы
1020-1025	Пеноалюминий
1100-1190	Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Fe-Ni
1200-1290	Al-Cu-Mn, Al-Cu-Li-Mn-Cd
1300-1390	Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu
1319, 1329 и т. д.	Al-Si, порошковые сплавы САС
1400-1419	Al-Mn, Al-Be-Mg
1420-1490	Al-Li
1500-1590	Al-Mg
1900-1990	Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu

Литейные сплавы представлены в ГОСТ 1583-93, некоторые составы имеют два варианта обозначения. Маркировка АЛ устарела, но все еще встречается в технической документации. Всего создано около 600 алюминиевых сплавов, примерно 400 относится к деформируемым, около 200 — к литейным. Все сплавы сгруппированы по характеристикам или основным легирующим элементам.

Алюминий особой чистоты применяется в производстве полупроводниковых приборов и для исследовательской работы. Алюминий высокой чистоты применяется для плакирования деталей электро- и радиооборудования. Алюминий технической чистоты используется для приготовления алюминиевых сплавов, изготовления проводов, прокладок.

После деформации полуфабрикатов (получения листов, плит, лент, полос, профилей, панелей, прутков, труб, проволоки, штамповок и поковок) технический алюминий получает обозначение АД (алюминий деформированный). Цифры после маркировки АД также обозначают процентную чистоту сплава в процентах.

Удобнее применять цифровую маркировку. Принцип изложен ниже, для сплавов.

"Е" - в марках с гарантированными электрическими характеристиками.

Сплавы

Для отечественных алюминиевых сплавов используются буквенно-цифровая и цифровая системы обозначений. В буквенно-цифровой маркировке (хотя этим сплавам позднее была присвоена цифровая маркировка, но она не "прижилась") не заложено какой-либо системы. Буквы могут символизировать алюминий и основной легирующий компонент - АМц (Al-Mn), АМг1 (Al-Mg), назначение сплава (АК6, АК4-1 -алюминий ковочный), название сплава (АВ -авиаль, Д16 -дуралюмин), могут быть связаны с названием института, разработавшего сплав (ВАД1, ВАД23 - ВИАМ - Всероссийский институт авиационных материалов, алюминиевый деформируемый) и т.д. Цифры после букв химический состав не отражают.

В конце шестидесятых годов была введена четырехзначная цифровая маркировка. Первая цифра обозначает основу алюминиевого сплава. Алюминий и сплавы на его основе маркируют цифрой "1". Вторая цифра обозначает основной легирующий компонент или основные легирующие компоненты. Второй цифрой "0" обозначаются различные марки алюминия, спеченные алюминиевые сплавы (САС), различные сорта пеноалюминия. Цифрой "1" обозначают сплавы на основе системы Al-Сu-Мg; цифрой "2" -сплавы на основе системы Al-Сu; цифрой "3" -сплавы на основе системы Al-Mg-Si; цифрой "4" -сплавы на основе системы Аl-Li, а также сплавы, легированные малорастворимыми компонентами, например, переходными металлами (марганец, хром, цирконий); сплавы, замаркированные цифрой "5", базируются на системе Al-Mg и называются магналиями; сплавы на основе систем Аl-Zn-Мg или Аl-Zn-Мg-Сu обозначаются цифрой "9". Цифры 6, 7 и 8 –резервные.

Цифровая маркировка деформируемых алюминиевых сплавов

Марка	Группа сплавов, основная система легирования
1000-1018	Технический алюминий
1019, 1029 и т. д.	Порошковые сплавы
1020-1025	Пеноалюминий
1100-1190	Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Fe-Ni
1200-1290	Al-Cu-Mn, Al-Cu-Li-Mn-Cd
1300-1390	Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu
1319, 1329 и т. д.	Al-Si, порошковые сплавы САС
1400-1419	Al-Mn, Al-Be-Mg
1420-1490	Al-Li
1500-1590	Al-Mg
1900-1990	Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu

Последние две цифры в цифровом обозначении алюминиевого сплава - это его порядковый номер. Последняя цифра несет дополнительную информацию: сплавы, оканчивающиеся на нечетную цифру - деформируемые, на четную – литейные, 7 – проволочный сплав, 9 – металлокерамический сплав. Если сплав опытный и не используется в серийном производстве, то перед маркой ставят цифру "0" (01570, 01970) и маркировка становится пятизначной.

Для указания состояния деформированных полуфабрикатов, изготавливаемых из алюминиевых сплавов, используется буквенно-цифровая система обозначений после марки сплава. Без обозначения -значит без термической обработки.

П - полуфабрикат (сплавы для холодной штамповки из проволоки);

М - мягкий отожженный;

Н - нагартованный;

Н3 - нагартованный на три четверти;

Н2 - нагартованный на одну вторую;

Н1 - нагартованный на одну четверть;

Т - закаленный и естественно состаренный;

Т1 - закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность;

Т2, Т3 - режимы искусственного старения, обеспечивающие перестаривание материала (режимы смягчающего искусственного старения);

Т5 - закалка полуфабрикатов с температуры окончания горячей обработки давлением и последующее искусственное старение на максимальную прочность;

T7 - закалка, усиленная правка растяжением (1,5-3 %) и искусственное старение на максимальную прочность;

А – нормальная плакировка;

Б - листы без плакировки или с технологической плакировкой;

У- утолщенная плакировка (8% на сторону);

В - повышенное качествовыкатки закаленных и состаренных листов;

О - повышенное качество выкатки отожженных листов;

ГК - горячекатаные листы, плиты;

ТПП - закаленные и состаренные профили повышенной прочности (для Д16).

В конце марки могут стоять буквы, характеризующиеособенности данного сплава:

Литейные сплавы

Например, АК12М2 –сплав системы алюминий–кремний, с содержанием кремния 12 % (в среднем) и меди 2 %. АМг4К –система алюминий–магний с содержанием 4 % магния и 1 % кремния.

Если литейный алюминиевый сплав термически упрочняется, в конце марки ставят обозначение термической обработки (ГОСТ 1583-93):

Т1 – искусственное старение без предварительной закалки;

Т5 – закалка и кратковременное неполное искусственное старение;

Т6 – закалка и полное искусственное старение;

Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск;

Т8 – закалка и отпуск.

Маркировка по принципу АЛ+цифры, обозначающие условный номер марки, например АЛ9, устарела, хотя еще часто встречается в технической документации.

Алюминий особой чистоты применяется в производстве полупроводниковых приборов и для исследовательской работы.

Алюминий высокой чистоты применяется для плакирования деталей электро- и радиооборудования.

Алюминий технической чистоты используется для приготовления алюминиевых сплавов, изготовления проводов, прокладок

Технический алюминий обозначается буквами АД (алюминий деформируемый), в случае использования более чистого алюминия ставится цифра 1. Сочетание букв АМ_г и АМ_ц означает сплав алюминия (А) с магнием (M_г) и марганцем (М_ц). У сплавов алюминия с магнием цифра показывает процентное содержание магния. Так, например, сплавы марок АМ_гЗ, АМ_г5, АМ_г6 содержат соответственно 3, 5 и 6% магния.

Сплавы в виде полуфабриката обозначаются буквами, которые ставятся после маркировки сплава: А — означает, что сплав повышенного качества, из лучшего алюминия; М — мягкий, отожженный; П — полунагартованный (степень обжатия 40%): Н — нагартованный (степень обжатия 80%). Так, отожженные сплавы обозначаются АДМ, АМцАМ, полунагартованные — АМгАП и нагартованиые — АД1Н. АМгЗН.

Дюралюминий обозначают буквой Д и цифрой, показывающей условный номер сплава, например сплав Д1, Д16, Д18, Д20. Некоторые сплавы, разработанные и последнее время, с маркировкой В65 ВД17 (дюралюминий, покрытый тонким слоем чистого алюминия для придания сплаву коррозионной стойкости) называют алькледом (Альклед это термин, торговая марка)

Высокопрочный сплав алюминия с цинком и магнием обозначается В94, В95, В96 (вторая цифра указывает номер сплава).

Состояние полуфабрикатов высокопрочных сплавов и характер плакировки также имеют буквенно-цифровую маркировку: М— мягкий, отожженный; Т— термически обработанный, закаленный и естественно состаренный. T1- термически обработанный, закаленный и искусственно состаренный; Н — нагартованный (нагартовка листов дюралюминия около 5—7%, а сплавов В95—3%); H1—усиленно нагартованный (нагартовка листов около 20%); В — повышенное качество выкатки закаленных и состаренных листов; О — повышенное качество выкатки отожженных листов; Б — листы без плакировки или с технологической плакировкой; УП — утолщенная плакировка (8% на сторону); ГК — горячекатаные листы, плиты; ТПП — закаленные и состаренные профили повышенной прочности (для Д16).

Геометрическая маркировка. В конце маркировки для листового материала указывается его толщина в миллиметрах, а для профилей — условное цифровое обозначение формы сечения и размеров. Например, маркировка Д16АТНВЛ2,5 означает, что плакированный листовой дюралюминий Д16 — повышенного качества, термически обработан, нагартован и имеет повышенное качество выкатки. Толщина листа 2,5 мм.

Заклепочные сплавы. Сплавы, идущие на изготовление заклепок, имеют в маркировке букву П (сплав для проволоки), например ДЗП, Д16П.

Алюминиевые сплавы для ковки и горячей штамповки обозначаются буквами АК (алюминиевые ковочные) и цифрой — условным номером сплава, например сплавы АК4, АК4-1, АК6, АК6-1, АК8. Дополнительная цифра -1 показывает, что сплав является близкой модификацией сплава без цифры.

Разработанные в последнее время ковочные сплавы имеют нестандартную маркировку, например сплав Д20.

Литейные алюминиевые сплавы обозначаются буквами АЛ (алюминиевые литейные) и цифрой, показывающей условный номер сплава, например сплав АЛ2, АЛ4. АЛ9 и т. д. Исключение составляют новые марки литейных сплавов ВИ-11-3, В300, В14-А.

Силумины. В зависимости от состава все алюминиевые литейные сплавы делятся на силумины, представляющие собой сплавы алюминия и кремния (АЛ2. АЛ4, АЛ9), и легированные силумины — сплавы алюминия и кремния с добавкой меди (АЛЗ, АЛ5. АЛ9) или магния (АЛ 13, ВИ-11-3). Применяются также альтмаг — сплав алюминия и магния (АЛ8)—и сплавы алюминия с медью (АЛ7, АЛ 19).

Режимы термообработки. Для литейных алюминиевых и магниевых сплавов применяют следующие обозначения режимов термической обработки: T1— старение; Т2 — отжиг; Т4 — закалка; Т5 — закалка и частичное старение; Т6 —закалка и полное старение до наибольшей твердости; Т7 — закалка и стабилизирующий отпуск; Т8 — закалка и смягчающий отпуск. Например, обозначение АЛ4Т6 показывает, Что сплав АЛ4 подвергается термической обработке по режиму Т6, состоящему из закалки и полного старения.

Деформируемые алюминиевые сплавы

АМц (1,0—1,6% Мп, 0,6% Si 0,7% Fe) обладает высокой пластичностью (табл. 2.7) в отожженном состоянии (АМцМ) и низкой в нагартованном (АМцН), хорошо сваривается газовой, атомно-водородной и контактной сваркой, применяется для изготовления баков, бензо- и маслопроводов, горловин кронштейнов, патрубков и фланцев горловин и малонагруженных деталей. Термической обработкой не упрочняется. Отжиг при 350—410° С, охлаждение на воздухе. Температура ковки и штамповки 420—475° С.

АМг (2,0—2,8% Mg, 0,15—0,40% Мп, 0,4% Si, 0,4 Fe) обладает такими же пластическими свойствами, как АМц, хорошо сваривается атомно-водородной и контактной сваркой, удовлетворительно — газовой. В отожженном состоянии имеет неудовлетворительную обрабатываемость резанием, в полунагартованном и нагартованном — удовлетворительную. Применяется для изготовления баков, бензо- и маслопроводов, стенок входных " патрубков, направляющего конуса заглушек и других средненагруженных деталей авиационной техники. Термической обработкой не упрочняется. Отжиг при 350—410° С, охлаждение на воздухе. Температура ковки и штамповки 420—275°С.

АМг5П (5,2 Mg, 0,4% Мп) имеет высокую пластичность в отожженном состоянии, термической обработкой не упрочняется, удовлетворительно сваривается атомно-водородной, точечной и газовой сваркой, обладает высокой коррозионной стойкостью, поставляется в виде проволоки, применяется для изготовления заклепок для клепки конструкций из магниевых сплавов. Заклепки ставятся в отожженном состоянии. Температура отжига 340—410° С с охлаждением на воздухе.

АВ (0,2-0,6% Сu, 0,45-0,95% Mg, 0,15-0,35% Мn, 0,5-1,2% Si) имеет высокую пластичность в отожженном состоянии (АВТ) и среднюю после закалки и старения (АВТ), хорошо сваривается точечной и атомно-водородной сваркой, удовлетворительно — газовой, применяется для изготовления деталей требующих хорошей пластичности в холодном и горячем состоянии штампованных и кованых деталей сложной формы. Температура ковки и штамповки 470-475° С

Термическая обработка: закалка с 010—525° С в воде, старение естественное или искусственное при 150° С в течение 6 ч, отжиг при 350-370° С, охлаждение на воздухе (рис. 2.2).

Д18П (2,6% Сu, 0,35% Mg) - дюралюминий повышенной пластичности.

Применяется для изготовления заклепок, которые ставят после закалки и естественного старения. Закалка с 490—505° С в воде и естественного старение не менее 4 суток (рис. 2.3).

Д3П имеет высокую пластичность в отожженном состоянии; применяется для изготовления заклепок, которые ставятся в свежезакаленном состоянии не позднее 3 ч после закалки (сплав Д3П заменяется сплавом Д18П). Термическая обработка: закалка с 490-500° С в воде, естественное старение не менее 4 суток, отжиг при 340—370° С, охлаждение на воздухе.

В65 (4,2% Сu, 0,2 % Mg, 0,4% Mn) —сплав для заклепок, которые ставятся в закаленном состоянии и состаренными, так как пластичность его удовлетворительная и заклепки не надо разупрочнять постановкой. Заменяет сплавы Д1 и Д16. Термическая обработка: закалка с 510-520° С в воде, старение при комнатной температуре в течение 10 суток при температуре 50° С в течении 3 суток

Д7А сплав для ободьев колес шасси, применяется после закалки и старения.

Д1 (4,3 % Cu, 0,6% Mg, 0,6%Mn,>=0,7% Si, >=0,7% Fe) имеет среднюю пластичность табл. 2.8 Обрабатываемость резанием удовлетворительная после закалки и старения (Д1Т) и пониженная после отжига. Применяется для изготовления силовых элементов средней прочности: деталей каркаса, штампованных узлов крепления, лопастей винтов, заклепок (последние ставятся в свежезакаленном состоянии не позже 2 ч после закалки). Термическая обработка: закалка с 490—510° С в воде и естественное старение в течение не менее 4 сут, отжиг при 350—370° С, охлаждение на воздухе.

Д16 (3,8—4,9% Сu, 1,2—1,8 Mg, 0,3—0,9% Мn)—дюралюминий повышенной прочности. Пластичность в отожженном и свежезакаленном состоянии — средняя, обрабатываемость Д16Т и Д16ТН — удовлетворительная, Д16М — пониженная. Применяется для изготовления силовых элементов конструкции: деталей каркаса, обшивки, шпангоутов, нервюр, лонжеронов, заклепок. При изготовлении сильно нагруженных деталей рекомендуется заменять сплавом В95. Заклепки ставят в свежезакаленном состоянии не позже 20 мин после закалки. Термическая обработка: закалка с 495—505° С в воде, естественное старение не менее 4 сут, отжиг при 350—370° С, охлаждение на воздухе. Отжигу Д16ТН должен предшествовать нагрев при 450—500° С.

В95 (5—7% Zn, 1,8—2,8% Mg, 1,4—4,0% Cu, 0,2—0,6% Мn, 0,10—0,25% Сr) — высокопрочный алюминиевый сплав (табл. 2.9). Пластичность в отожженном и свежезакалениом состояниях такая же, как у сплава Д16 в тех же состояниях. В состаренном состоянии значительно ниже. Обрабатываемость резанием и свариваемость точечной сваркой хорошие, газовой — неудовлетворительная. Применяется для изготовления силовых деталей конструкции: лонжеронов, стрингеров, шпангоутов, обшивки, нервюр. Термическая обработка; закалка с 465—475°С, охлаждение в воде, искусственное старение плакированных изделий при 120° С в течение 24 ч, неплакироваиных — при 140° С в течение 16 ч, отжиг при 420° С, охлаждение в печи до 150° С и далее на воздухе.

АК4 (1,9—2,5%, Сu, 1,4—1,8% Mg, 3 . Он хорошо сваривается, легко обрабатывается резанием и обладает высокой коррозионной стойкостью

По жаропрочности САП превосходит алюминиевые сплавы при 300—500° С и выше Это объясняется наличием окиси алюминия А_l2Оз . С увеличением окиси алюминия в различных марках САП жаропрочность возрастает, а пластичность несколько уменьшается

Детали из САП длительно работают до 300—550° С и кратковременно до 700—1100° С. САП рекомендуется применять также для деталей, работающих в тяжелых коррозионных условиях

Спеченные алюминиевые сплавы (САС) получают путем горячего брикетирования и последующего прессования при 500°С смесей порошков алюминия с другими элементами.

В САС 1 добавляют 25—30% Si и 5—7% Ni а в САС 4 10—15% Si и 17—25% SiC Сплавы САС обладают низким коэффициентом линейного расширения и применяются для изготовления приборов

Разработаны сплавы САС Д16, САС В96 по своим свойствам подобные сплавам Д16 и В96 но не имеющие технологических дефектов связанных с литьем (окисных и шлаковых включений ликвационных зон) и обработкой давлением (анизотропии свойств)

Состав и свойства спеченных сплавов и порошков САС 1 содержит 6—9% Аl₂О₃ σ_в=280 Н/мм 2 , δ=5%, σ_в = 40 Н/мм 2 при 500°С

САП2 содержит 9 —13% Аl₂O₃ σ_в=320 Н/мм 2 δ=4% при 500° С σв = 100 Н/мм 2 ,

САП3 содержит 13 —18% Al₂O₃ σ_в = 400 Н/мм 2 δ=3%, при 500° С σв-= 130 Н/мм 2 ,

САП4 содержит 18—22% Аl₂O₃> σ_в = 450 Н/мм 2 , δ = 15% при 500° С σв = = 130 Н/мм 2

Композиционные материалы на основе алюминия

Композиционными называют сложные материалы в состав которых входят сильно отличающиеся по свойствам нерастворимые или малорастворимые друг в друге компоненты. Они имеют высокие прочность сопротивление хрупкому разрушению, жаропрочность, модель упругости и термическую стабильность свойств. Волокнистые и дисперсионно-упрочненные наполнители. По форме наполнителя композиционные материалы разделяют на волокнистые и дисперсионно упрочненные. Первые упрочняются волокнами или нитевидными кристаллами тугоплавких соединений и элементов (Аl₂O₃, SiC С, В и др), а также тонкой микронной вольфрамовой или прочной стальной проволокой. Вторые упрочняются наполнителями из тонкодисперсных тугоплавких частиц оксидов карбидов, боридов, нитридов

Сплав ВКА-1 —композиционный материал на основе алюминия и его сплавов. Модуль упругости, предел прочности и выносливости до температур 500 С в композиционных материалах в 2—3 раза выше, чем у обычных алюминиевые сплавов

На рис 2.4 показана зависимость модуля упругости и предела прочности от температуры испытания композиционного материала ВКА 1 на алюминиевой основе, упрочненного высокомодульными непрерывными волокнами бора, в сравнении с высокопрочным сплавом В95 и жаропрочным алюминиевым сплавом АК4 1. Сплав ВКА-1 содержит 50% волокон бора диаметром 100 мкм с σ_в = 2500—3500 Н/чм 2 и Е = 400 кН/мм 2 , что обеспечивает ему при 20° С σ_в = 1000—1200 Н/мм 2 , а при 400° С σ_в = 600 Н/мм 2 (как у сплава В95 при комнатной температуре) . Плотность ВКА 1 2,65 г/см 3 , а удельная прочность σ_b/y=41, т. е выше чем у высокопрочных сталей и титановых сплавов.

Замена сплава В95 при изготовлении лонжерона крыла самолета на титановый сплав с подкрепляющими элементами из сплава ВКА 1 увеличивает его жесткость на 45% и дает экономию в весе около 42%. К тому же дисперсионно упрочненные сплавы не имеют анизотропии свойств, как волокнистые композиционные материалы.

Источник: Справочник по авиационным материалам и технологии их применения.

Читайте также: