Дюралюминий - это материал, созданный на основе чистого алюминия с легирующими элементами, включение которых в состав плавки изменяет свойства металла. Мягкий и легкий алюминий приобретает нагрузочную устойчивость, сохраняя при этом все преимущества чистого элемента.
Случайное открытие
Дюралюминий – это сплав алюминия с небольшим количеством меди, который состаривают при определенной температуре в искусственно созданных условиях. Материал был изобретен в 1903 году Альфредом Вильмом, служившим инженером на немецком заводе. В ходе экспериментов им была замечена закономерность, подтвержденная путем длительных опытов. Он выяснил, что если сплавить алюминий и 4% меди, а потом закалить полученный материал при температуре +500°C с последующим резким охлаждением и выдержкой при комнатной температуре в течение нескольких дней, то получается металл с повышенными показателями прочности, при полном сохранении пластичных свойств главного элемента.
В течение последующих лет были получены сплавы с большим количеством добавок, что увеличило прочность материала. На современном этапе дюралюминий – это высокопрочный сплав, в состав которого, в зависимости от разновидности, могут входить медь, магний, кремний, цинк и пр.
Состав
Прочностные свойства дюралюминия демонстрируют высокие показатели - до 370 МПа (прочность чистого алюминия - 70-80 МПа), что делает материал востребованным во многих областях промышленности. Сплав алюминия с химическими элементами, в определенных пропорциях, варьирует характеристики полученного материала. Базовый сплав состоит из классических пропорций ингредиентов.
Дюралюминий состав имеет следующий:
- Медь (Cu) - 0.5% от всей массы.
- Марганец (Mn) составляет 0,5% сплава.
- Магний (Mg) - 1,5 % общей массы.
- Кремний (Si) - 1,2 %.
- Железо (Fe) составляет около 0,1% состава.
- Алюминий (Al) - основной элемент.
Основные виды сплавов
Существует несколько видов сплавов, отличающихся своими характеристиками.
Каким же может быть дюралюминий (состав, лигатуры и качества)?
- Алюминий + марганец (Al+ Mg), алюминий + магний (Al+ Mn), второе название «магналии» – характеризуется устойчивостью к коррозии, высокими показателями пайки, сварки. Плохо поддается резке. Сплавы этих композиций не подвергают дополнительной закалке. Материал используется для изготовления труб бензопроводов, авторадиаторов, баков различного назначения, в строительных работах и т. д.
- Алюминий + марганец + кремний (Al + Mg + Si), сплаву дали название «авиаль». Свойства дюралюминия этой композиции - устойчивость к коррозии, легкость и прочность сварных швов, мелкое зерно. Закалка происходит при температуре +515–525°C с резким охлаждением в воде (+20°C) в течение 10 суток. Основная сфера применения – изделия, использующиеся в условиях повышенной влажности, изготовление материалов, деталей, машин в авиастроении, автомобильной промышленности, в последнее время авиаль заменяет дорогостоящую сталь в деталях мобильных телефонов и др.
- Алюминий + медь + марганец (Al+Cu+Mg), или дюралюмин, - конструкционный материал, в зависимости от необходимости получения конечных свойств, количество каждого легирующего элемента может варьироваться. Сплав нашел применение в авиастроении, космической отрасли, для изготовления скоростных железнодорожных составов («Сапсан») и др. Недостатком сплава является его коррозийная неустойчивость. Дюралюминий листовой требует тщательной антикоррозийной обработки, что в основном происходит путем нанесения на поверхность чистого алюминия.
Применение
Дюралюминий – это основной материал для самолетостроения и космической отрасли. Первое применение для воздушных судов произошло в 1911 году при строительстве дирижаблей. В 21 веке существует более десяти марок этого легкого и прочного материала. Для деталей самолетов чаще всего используют марку Д16т, в состав которой входит девять металлов, например титан, никель и пр., а лигатура состоит из меди, кремния, магния. Количество алюминия в сплаве ограничено стандартным содержанием – 93%.
Не все сплавы дюралюминия хорошо поддаются сварке, поэтому многие изделия делаются на заклепках и прочих видах креплений. Основным промышленным применением материала стало самолетостроение, автомобилестроение, станкостроение. Но не только высокие технологии используют дюраль, например, лодка для личного использования, сделанная из этого материала, прослужит более 20 лет, а при хорошем уходе и профилактике - и того дольше.
В судостроении из материала делаются не только корпуса кораблей, но и большое количество внутренних деталей корпуса, узлов. Трубы из дюралюминия, толстостенные и тонкостенные, используются повсеместно, от жилищно-коммунальных коммуникаций до газовых трубопроводов. Прокатные листы используются в строительных конструкциях.
Преимущества и недостатки
Дюралюминий – это сплав на основе алюминия, который, как любой материал, имеет преимущества. Среди них:
- Высокие показатели статической прочности.
- Продолжительный срок эксплуатации.
- Низкая уязвимость к разрушению.
- Устойчивость ко многим агрессивным средам, механическому, температурному воздействию.
- Адаптированность к сварным работам (алюминий в чистом виде плохо реагирует на сваривание швов).
- Многочисленность областей применения.
Есть один существенный недостаток, которым обладает дюралюминий – это подверженность коррозионным поражениям. Все изделия из материала в обязательном порядке плакируют чистым алюминием или покрывают грунтовочными составами, препятствующими появлению ржавчины.
Цены
Приобрести материал не представляет сложности, стоимость формируется в зависимости от компонентного состава. Большинство заводов, производящих цветные металлы, выпускают дюралюминий. Цена зависит от многих факторов, в частности от вида изделия, объема поставки и других условий. В сопроводительных документах производитель обязан указать данные о процентном содержании сплава, соответствии ГОСТу, эксплуатационные характеристики.
Стоимость изделий из дюраля (уголок, труба, лист) стартует от 580 рублей за килограмм. При увеличении объема поставки цена за тонну труб из сплава составляет около 510 тысяч рублей. Дюралюминиевые круги стартуют в цене от 250 рублей за килограмм. Круг – условное обозначение заготовки материала, сечением которого является круг различной величины, длина изделия достигает 3 метров.
