Дюралюминий

Марки дюралей

В перечень наиболее востребованных марок входят:

• Д1;
• Д16;
• Д16Т;
• Д18;
• Д19;
• В65;
• В17;
• ВАД1;
• ВД95.

Самая популярная марка Д16 содержит:

• алюминий (от 90 до 94%);
• большое включение меди (от 3,8 до 4,9%);
• цинк (до 2,5%);
• железо и кремний (в равных долях по 0,5%);
• магний (зафиксированное количество 1,8%).

Кроме того, в перечень обязательных компонентов входят хром, титан и марганец, объем которых от общей массы составляет по 1%.

Для марки Д16 характерна определенная мягкость, что позволяет использовать этот материал в качестве заготовок при изготовлении штампованных изделий.

В чистом виде дюралюминий применяют редко, поскольку он слабо сопротивляется коррозии. Повысить технические свойства сплава несложно путем улучшения.

В перечень технологических приемов улучшения входят:

• закалка материала в условиях естественной среды (в маркировке обозначена буквой «Т»);
• обработка методом искусственного старения («Т1»);
• нанесение специальных покрытий или анодирование для формирования поверхностной защиты («А»).

Таким образом, на эксплуатационные показатели сплавов влияет не только процентное соотношение примесей, но и особенные технологические приемы. Для увеличения прочности сплав проходит дополнительную термообработку с последующим охлаждением.

Физические свойства дюралюминия

Основной особенностью материала является его малый собственный вес при хороших показателях термической устойчивости и отменной прочности. Удельный вес дюралюминия составляет всего 2,8 г/см3 (у стали этот показатель равен 8 г/см3).

Температура плавления дюралюминия составляет около 650 градусов по шкале Цельсия. Плотность дюралюминия определена в пределах от 2500 до 2800 кг/см3.

К недостаткам материала в первую очередь относят его подверженность коррозии под воздействием повышенной рабочей температуры или увеличенной нагрузки. Примечательно, что сплав в отличие от металла без примесей пригоден для выполнения точечных сварных работ.

Дюралюминий обладает отменной устойчивостью к длительному воздействию любой агрессивной среды, стоек к износу и разрушению. Физические свойства сплава позволили реализовать на практике технические проекты в сфере авиации и машиностроения, которые были не осуществимы без такого конструкционного материала.

Технологические свойства

К технологическим особенностям дюралюминия относят простоту его производства, которая обусловлена низкой температурой рабочей среды. При острой необходимости изготовить сплав несложно в бытовых условиях по причине низкой температуры плавления основных компонентов.

Если чистый алюминий начинает плавиться при температуре 660 градусов, то снижение его доли в сплаве до 99% влечет за собой понижение порога плавления до 643 градусов.

Температурный порог, позволяющий приступить к ковке марок Д16, Д16П составляет 450 градусов. Прессованные изделия из сплава этих марок, прошедших закаливание или естественное состаривание, при нагреве до 100 градусов имеют склонность к межкристаллитной коррозии.

Дюралевый материал не рекомендуется подвергать пайке с высокой температурой из-за риска пережога.

К достоинствам материала относят:

• длительный срок эксплуатации;
• устойчивость к химическому, механическому, термическому воздействию;
• высокий уровень статической прочности;
• пригодность к сварке;
• широкую сферу применения.

Технология производства

Производственный процесс включает в себя процедуру смешивания шихты, включающей в себя гранулы различных металлов. Смесь разогревают до 500 градусов по шкале Цельсия, затем подвергают резкому охлаждению при помощи селитры/воды до комнатной температуры.

Следующим этапом чаще всего является процесс искусственного старения для усиления технической прочности сплава. Нередко в качестве дополнительной технологической операции производят создание защитной пленки путем плакирования, анодирования или нанесения лакокрасочных покрытий.

Виды сплавов

Исходя из конечного назначения продукции состав сплава варьируется для придания материалу разных технических показателей.

В зависимости от перечня технологических приемов в процессе производства выделяют:

• закаленный;
• состаренный;
• анодированный дюраль.

Исходя из дополнительных компонентов и нюансов термической обработки различают несколько типов соединений:

• дюралюмин (марки Д1, Д16) смесь алюминия, меди, магния с небольшой добавкой марганца;
• сплав алюминия с магнием (или марганцем) носит наименование «магналий»;
• алюминий в смеси с магнием и кремнием («авиаль») обладает хорошей устойчивостью к коррозии.

Помимо основных элементов, применяемых для легирования сплавов, в составе дюралей возможно присутствие некоторых примесей. При этом кремний и железо входят в химический состав первичного алюминия, цинк и медь могут попасть при переплавке различных отходов, ряд других компонентов (титан, цирконий, бериллий) вводят специально для изменения технических показателей конечного продукта.

Присутствие железа в составе сплава влечет за собой повышение показателя хрупкости, но в паре с никелем железо заметно улучшает механические свойства материала в условиях обычной и повышенной температуры рабочей среды.

Свойство добавок изменять эксплуатационные показатели сплава требует грамотного и ответственного подхода к подбору компонентов и технологическому процессу производства.

Применение дюралюминия

Прочность и легкий вес материала сделали его востребованным в разных отраслях промышленного производства. Вскоре после создания сплава его использовали для создания элементов каркаса дирижабля. Отличные эксплуатационные характеристики позволили активно использовать дюралюминий в машиностроении.

Развитие авиастроения и производство космической техники было бы невозможно без конструкционного материала с такими техническими характеристиками. Его применяют для уменьшения веса кузовных элементов без потери прочности, а также для внутренних элементов двигателя благодаря устойчивости в высокой температуре. В современных условиях дюралюминий находит свое применение в самых разных сферах производства. Его используют в производстве подвижного состава для железных дорог, изготовлении предметов бытового назначения (посуды).

Востребован сплав и в строительстве для изготовления листов, труб, различных профильных изделий. Трубы с различной толщиной стенок применяют при строительстве различных коммуникаций и трубопроводов.

В судостроительном производстве материал используют как для производства корпусов, так и для изготовления различных узлов и деталей.

Дюралюминий необходим при производстве изоляционных материалов. Применяется он и в пищевой промышленности в качестве пищевой фольги для упаковки кондитерских изделий.

Отличие алюминия от дюрали

Маркировка на заводских изделиях позволяет определить принадлежность материала. В ситуации, когда маркировка вызывает сомнения или отсутствует, необходимо использовать другие варианты идентификации.

В первую очередь необходимо знать субъективные признаки, позволяющие различить алюминий и дюраль. Сплав обладает характерным стальным цветом, его поверхность несложно поцарапать, получив в итоге ломкую стружку. В царапине можно рассмотреть кристаллическую структуру. Изделия из дюралюминия не гнутся, а при ударе издают достаточно громкий звон.

Более достоверным вариантом определения принадлежности изделия к дюралюминию служит химический метод. На поверхность исследуемого изделия необходимо нанести капельку едкого натра. Через 10 минут поверхность протирают и внимательно осматривают. Оставшееся темное пятно служит подтверждением того, что предмет изготовлен из дюралюминия.

Углубленные познания в химии позволят применить для определения материала раствор кислоты с добавлением щелочи. В такой среде алюминий растворится, образовав белый осадок в виде порошка. Подобный эксперимент с образцом из дюрали даст на выходе дополнение в виде голубых гранул, образованных медью.

Основным отличием служат физические свойства дюралей, а именно, хрупкость, твердость и отсутствие характерной для алюминия пластичности. Как показывает практика, визуально отличить алюминий от дюралей совсем несложно. Чтобы отличить алюминий от дюрали, достаточно визуально сравнить несколько образцов из того и другого материала.