Пруток алюминиевый Д16Т: состав, свойства, применение
Алюминиевый пруток Д16Т широко используется в промышленности благодаря отличному сочетанию прочности, веса, технологичности и стойкости к коррозии. Рассмотрим подробнее свойства и особенности этого универсального материала.
Кратко об основных достоинствах прутка Д16Т
Пруток Д16т относится к группе деформируемых алюминиевых сплавов серии Д16. Он сочетает в себе такие положительные качества, как:
- Высокая прочность и твердость после специальной термообработки
- Относительно небольшой удельный вес
- Хорошая технологичность при механической обработке
- Приемлемая коррозионная стойкость
Эти показатели позволяют использовать пруток Д16Т в самых разных отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей и узлов.
Происхождение и развитие сплава
История дюралюминия берет начало в Германии в начале XX века, когда немецкий металлург Альфред Вильм добавил медь в алюминий и получил более прочный сплав. Название "дюраль" произошло от латинского durus - "твердый".
Первое промышленное применение дюралюминий нашел в самолетостроении, поскольку обладал идеальным для авиации сочетанием легкости и высокой прочности.
В СССР систематические работы по созданию алюминиевых сплавов начались в конце 1920-х годов. К концу 1930-х был разработан сплав Д16Т, получивший широкое распространение. Буква Т означает состояние после термической обработки.
Состав и свойства прутка Д16Т
Химический состав прутка Д16т определяется стандартом ГОСТ 4784-97 и выглядит следующим образом:
- Алюминий - основа (92-95%)
- Медь (до 4%)
- Магний (1-2%)
- Марганец, кремний, цинк, титан - по 0,5%
Помимо химического состава стандарт регламентирует механические и технологические свойства прутка Д16Т после закалки и старения.
| Предел прочности при растяжении | не менее 440 МПа |
| Относительное удлинение | не менее 8% |
| Твердость по Бринеллю | НВ 125-135 |
За счет легирования медью, магнием и другими элементами пруток Д16т приобретает более высокую прочность по сравнению с техническим алюминием. При этом сохраняются другие полезные качества:
- Небольшая плотность (2,8 г/см3)
- Высокая тепло- и электропроводность
- Коррозионная стойкость
- Хорошая обрабатываемость
Применение прутка Д16т в промышленности
Универсальность прутка Д16т объясняет его широкое использование практически во всех отраслях техники. Рассмотрим основные сферы применения.
Авиакосмическая промышленность
Из прутка алюминиевого Д16т-80 изготавливают различные силовые элементы планеров самолетов, вертолетов, космических аппаратов. Это могут быть:
- Обшивки фюзеляжа
- Стрингеры и лонжероны крыла
- Элементы шасси
- Двигательные установки
- Трубопроводные коммуникации
Высокие удельная прочность, коррозионная стойкость и работоспособность при низких температурах делают пруток Д16Т одним из лучших конструкционных материалов для авиации и космонавтики.
Автомобилестроение
Благодаря хорошему сочетанию легкости, жесткости и прочности пруток из дюралюминия Д16Т часто используется при производстве:
- Рам и кузовов легковых и грузовых автомобилей
- Колесных дисков
- Элементов подвески
- Картеров, крышек и других деталей двигателя
Помимо этого, пруток применяется для изготовления различных кронштейнов, фитингов, патрубков и других вспомогательных элементов автомобилей.
Машиностроение
Благодаря высокой износостойкости, вязкости и жаропрочности пруток Д16Т служит хорошим материалом для деталей турбин, компрессоров, насосов, подшипников и другого технологического оборудования.
Кроме того, его используют в производстве различных механизмов, арматуры трубопроводов, опор высоковольтных линий электропередач, элементов строительных металлоконструкций и многого другого.
Правила работы с прутком Д16Т
Чтобы максимально использовать потенциал прутка Д16т при изготовлении изделий, важно правильно выбирать режимы обработки и соблюдать ряд других нюансов.
Рекомендуемые режимы резки
При резке прутка Д16Т важно выбирать оптимальные режимы для получения качественного среза без сколов и задиров. Рекомендуется использовать инструменты с твердосплавными пластинами или алмазно-абразивные диски.
Скорость резания должна составлять около 100 м/мин. Подача - 0,15-0,30 мм на один оборот. Глубина резания за один проход - не более 3 мм. Применение СОЖ повышает стойкость инструмента и качество обработанной поверхности.
Особенности механической обработки
Фрезерование, сверление, нарезание резьбы и другие виды механической обработки прутка Д16Т не вызывают затруднений. Оптимальная скорость резания составляет 100-300 м/мин.
При сверлении глубоких отверстий рекомендуется периодически вынимать сверло для удаления стружки и охлаждения. Используйте СОЖ для уменьшения трения и износа инструмента.
Особенности сварки
Сварка прутка Д16Т возможна всеми основными способами. Однако при этом может снижаться прочность шва и околошовной зоны из-за потери термической обработкой свойств.
Для восстановления характеристик рекомендуется проводить закалку сварных конструкций. Температура закалки составляет 490-500 °С с последующим охлаждением в воде.
Коррозионная стойкость
Пруток Д16Т обладает достаточной стойкостью к коррозионному воздействию атмосферы и морской воды. Однако со временем на поверхности образуется характерный для алюминия оксидный слой, несколько ухудшающий внешний вид.
Для улучшения антикоррозионных свойств рекомендуется нанесение защитных покрытий, например анодирование или лакокрасочные материалы.
Температурные режимы эксплуатации
Пруток Д16Т уверенно работает в широком температурном интервале от -200 до +250 °С. При нормальных условиях он не склонен к хрупкому разрушению и сохраняет достаточный запас пластичности.
Однако на предельных температурах, особенно отрицательных, следует уделить внимание конструированию надежных соединений и компенсации термических напряжений.