Алюминиевый профиль ад31 что это
Алюминиевый сплав АД31
АД31 входит в группу сплавов алюминия-магния-кремния (такая система называется авиаль). Обладает высокой пластичностью, а при упрочнении – твердостью. Сплав АД31 содержит небольшую долю легирующих элементов и примесей, за счет своей чистоты имеет хорошие показатели электро- и теплопроводности. Отличные антикоррозионные свойства позволяют использовать его для изготовления элементов конструкций и деталей оборудования, работающего в сложных условиях. Поддается сварке, штамповке и вытяжке при изготовлении полых деталей сложной формы.
Химический состав сплава и его характеристики
Сплав АД31 — это алюминий, легированный кремнием, марганцем, магнием, титаном и хромом. Доля Al составляет от 97,65 до 99,35%, примесей не более 2,35%. Химический состав регулируется нормативами ГОСТа 4782-97.
Введение в состав металла легирующих компонентов позволяет влиять на физико-механические свойства конечного продукта. Железо предотвращает растрескивание изделий при термообработке. Марганец повышает стойкость к воздействию агрессивных сред, обеспечивает сохранение прочности при механических нагрузках. Дополнительная термическая обработка придает металлоизделиям повышенную прочность и твердость. Термоупрочненный сплав маркируют АД31Т1.
Алюминиевые сплавы АД31 и АД31Т1 отличает хорошая свариваемость, устойчивость к воздействию химически активных сред, морской воды, органических соединений. Продукция из термоупрочняемого авиалия хорошо поддается глубокой вытяжке, гибке, штамповке, резке.
Плюсы и минусы АД31
Алюминий АД31 обладает высокими эксплуатационными характеристиками, что значительно расширяет сферу его применения. Как и каждый материал, он имеет свои преимущества и недостатки.
Как улучшить прокат АД31
Для улучшения качественных характеристик сплав АД31 подвергают высокотемпературной обработке. Алюминий после закалки и старения приобретает новые свойства.
Закалка, естественное и искусственное старение проката — это нагрев металла до температуры рекристаллизации и регулируемое охлаждение. На свойства изделий влияет время и температура, при которой происходит процесс охлаждения. Медленное охлаждение в естественных условиях позволяет получить металлопрокат, обладающий повышенной пластичностью. Принудительное охлаждение после закалки делает металл более твердым, при этом его прочность на разрыв увеличивается на 40%.
Применение изделий из сплава АД31
Алюминиевый сплав АД31 используется в производстве широкого ассортимента металлопроката. Наиболее распространенными изделиями являются:
Заполните данные ниже и наши менеджеры обязательно свяжутся с Вами в самое ближайшее время, а также проконсультируют по интересующим вопросам
Алюминиевый сплав АД31Т деформируемый
Сплав алюминия с другими металлами повышает качества, которых не достает основному содержащемуся элементу в этом соединении. К таким соединениям относится сплав АД31Т. Он хорошо сваривается и вытягивается. Он поддаются точечной, шовной и аргонодуговой сварке. Сварные швы имеют 95 процентов прочности от прочности сечения. Особенностью АД31Т является хорошая теплопроводность и электропроводность. Давайте рассмотрим его характеристики.
Характеристики материала
Авиалий относится к соединениям, которые состоят из соединения трех металлов (Al-Mg-Si). А это значит, что в него входят алюминий, магний и кремний. Такой металл очень пластичен, хорошо прокатывается. Такие характеристики АД31Т позволяют делать из него декоративные детали, которые не отличаются высокой прочностью.
Материал обладает антикоррозийной стойкостью в водных растворах и хорошо себя зарекомендовал в агрессивных атмосферных условиях.
Такие свойства придает оксидная пленка, которая образуется на поверхности материала. Она защищает алюминий от растворения в сере, за исключением галогенов.
Сплав хорошо подвергается цветному анодированию и порошковому окрашиванию. Материал можно прессовать и получить полые полуфабрикаты для фасадных конструкций и труб.
Свойства сплава АД31Т
У этого вида металла существуют различные модификации. Вот некоторые из модификаций: АД31Т1 и АД31Т5. Свариваемость у АД31Т1 вполне удовлетворительная, как и у других модификаций. Основной характеристиками АД31Т1 и АД31Т5 являются высокая прочность и антикоррозийность. Срок службы таких металлов увеличивается до семидесяти лет.
Разновидность АД31Т используется в строительстве сложных морских конструкций, механизмов, технологического оборудования.
Повсеместное распространение он получил, благодаря своим качествам:
У этого сплава имеется импортный аналог. Его отличительной чертой от нашего является завышенная цена, а по качеству и составу наш сплав ничем не отличался до внесения поправок. Однако в 2000 году были внесены поправки в ГОСТ 4784-97. Из-за них химическому составу авиалия пришлось немного измениться.
Химический состав
Сплав алюминия АД31 – это авиалий. По ГОСТУ 4784-97 он состоит из алюминия на 98 процентов. Остальное место занимают различные добавки элементов. Присутствие магния в сплаве дает ему прочность. А кремний делает его пластичным. Все алюминиевые модификации АД31 обладают красивыми и декоративными свойствами, за счет присутствия в них алюминия.
Полный химический состав вы можете видеть в таблице, которая дана ниже.
Химический состав сплава АД31Т
Где используется авиалий
Используют алюминиевый сплав АД31 при производстве конструкций для навесных фасадов, алюминиевых профилей. Он создает достойную конкуренцию стали.
Кроме того, АД31 используется для изготовления емкостей под перевозку азотной кислоты, так как он имеет достаточную прочность и высокую антикоррозийость. Соединение авиалия используется для создания фольги в тетрапакетах, фляг для молока, перевозки продуктов питания. Применяется для отделки кабин самолетов и вертолетов, эскалаторов и оконных переплетов.
Из-за хорошего запаса прочности и прекрасной электропроводимости, из этого соединения производят связные кабеля и воздушные провода. Появление авиалия позволило уменьшить число разрывов в проводных линиях электропередач и увеличило расстояние пролетов.
Из него изготавливаются трубы, прутки, круги. Трубы из АД31 пользуются особым спросом. Из-за его легкости он используется для производства компактных агрегатов, которые включают в себя большое количество токопроводящих материалов.
Термическая обработка
Основные механические свойства металла такие, как прочность и твердость, появляются только после температурной закалки. Кроме закалки используется естественное старение в течение недели. А искусственное старение сокращает процесс термической обработки. Так как длится оно всего лишь двенадцать часов.
Алюминий АД31 упрочняется в одном температурном режиме, который представляет собой нагрев до 530 градусов по Цельсию для закалки. Выдерживается металл около двенадцати часов. А старение для такого металла проводят при температуре 170 градусов. При такой температуре сохраняется пластичность материала. Некоторые модификации, которые работают в условиях высокой и переменной нагрузки, стареют при температуре 160 градусов не позже, чем через час после закалки.
Суть закалки в том, чтобы получить материал, который будет прочнее обычного алюминия. Если после обработки АД31 охлаждать медленно, то можно получить пластичный материал, а если быстро – то прочный.
Закаленный пруток из авиалия будет обладать теми же физическими свойствами, что и пруток из сплава АМr2. Но твердость и пластичность первого будет меньше чем твердость и пластичность магналия. Поэтому АД31 применяется для изготовления деталей электротехники.
Термообработка сплавов алюминия
На рынке вы можете найти детали как в обычном виде, то есть без обработки, так и изготовленные термической обработкой с естественным старением, и после закалки с искусственным старением. Детали из авиалия после закалки применяются в производстве машин и аппаратов, которые работают в высоком рабочем напряжении.
Сплав АД31Т — характеристики, состав, применение, термообработка
АД31 входит в группу сплавов алюминия-магния-кремния (такая система называется авиаль). Обладает высокой пластичностью, а при упрочнении – твердостью. Сплав АД31 содержит небольшую долю легирующих элементов и примесей, за счет своей чистоты имеет хорошие показатели электро- и теплопроводности. Отличные антикоррозионные свойства позволяют использовать его для изготовления элементов конструкций и деталей оборудования, работающего в сложных условиях. Поддается сварке, штамповке и вытяжке при изготовлении полых деталей сложной формы.
Химический состав сплава и его характеристики
Сплав АД31 — это алюминий, легированный кремнием, марганцем, магнием, титаном и хромом. Доля Al составляет от 97,65 до 99,35%, примесей не более 2,35%. Химический состав регулируется нормативами ГОСТа 4782-97.
Введение в состав металла легирующих компонентов позволяет влиять на физико-механические свойства конечного продукта. Железо предотвращает растрескивание изделий при термообработке. Марганец повышает стойкость к воздействию агрессивных сред, обеспечивает сохранение прочности при механических нагрузках. Дополнительная термическая обработка придает металлоизделиям повышенную прочность и твердость. Термоупрочненный сплав маркируют АД31Т1.
Алюминиевые сплавы АД31 и АД31Т1 отличает хорошая свариваемость, устойчивость к воздействию химически активных сред, морской воды, органических соединений. Продукция из термоупрочняемого авиалия хорошо поддается глубокой вытяжке, гибке, штамповке, резке.
Повышенная пластичность
Сплавы упрочняются термической обработкой по следующим режимам: закалка (нагрев при t=515-525°С, охлаждение в холодной воде), естественное старение при комнатной температуре примерно в течение 10 сут.; закалка, искусственное старение при температуре 160—170°С в течение 10—12 ч. Отжиг полуфабрикатов производят при температурах 350—370°С (АД35, АВ); 350—400°С (АД31); 380—420°С (АД33). Затем следует охлаждение в печи со скоростью 30°/ч до t= 250°С, дальнейшее охлаждение на воздухе.
Плюсы и минусы АД31
Алюминий АД31 обладает высокими эксплуатационными характеристиками, что значительно расширяет сферу его применения. Как и каждый материал, он имеет свои преимущества и недостатки.
Технологические особенности
Сплавы этой группы отличаются высокой общей коррозионной стойкостью и не склонны к коррозии под напряжением. В закаленном и искусственно-состаренном состоянии сплав АВ склонен к межкристаллитной коррозии. Коррозионная стойкость сварных швов аналогична стойкости основных материалов.
Сплавы удовлетворительно свариваются точечной, роликовой, а также аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки СвАК5 или ER4043 (Al-Si5). Прочность сварных соединений равна 0,6—0,7σв основного материала. Последующие закалка и старение повышают прочность до 0,9—0,95σв основного материала.
Обрабатываемость резанием в отожженном состоянии неудовлетворительная, в термически обработанном состоянии — удовлетворительная.
Сплавы широко применяют в промышленности для изготовления деталей невысокой и средней прочности, в легкой, автомобильной промышленности, для отделки кабин и салонов самолетов и вертолетов, в гражданском строительстве, в судостроении.
Термическая обработка сплава АД31
Механические свойства сплава АД31 во многом зависят от термической обработки, которая значительно повышает его прочность и твердость. Для этого используется высокотемпературная закалка с последующим искусственным или естественным старением в течение 5-7 сток. Закалку сплава обычно проводят при температуре 520-530 градусов, в результате чего предел его прочности на разрыв увеличивается до 40%.
Физические свойства материала АД31
Искусственное старение позволяет сократить процесс термической обработки, поскольку занимает всего 10-12 часов, и повысить прочность сплава АД31 на 50%. Если необходимо сохранит пластичность, состаривание проводят при более низких температурах – менее 160-170 градусов.
Коррозийная стойкость сплава АД31
Сплав АД31 обладает повышенной коррозийной стойкостью в водных растворах и атмосферных условиях, поскольку на его поверхности образуется плотная и очень прочная оксидная пленка. Она препятствует растворению алюминия в различных агрессивных серах, исключая соединения, содержащие галогены.
Использование алюминиевого сплава АД3
Применение изделий из сплава АД31
Алюминиевый сплав АД31 используется в производстве широкого ассортимента металлопроката. Наиболее распространенными изделиями являются:
Алюминий АД31
Характеристика сплава алюминия АД31: сплавы АД31, АДЗЗ, АВ п о в ышенной пластичности и коррозионной стойкости системы А1—Mg—Si упрочняются по единому режиму: температура нагрева под закалку 520—530 °С, температура искусственного старения 1С0— 170 °С, время выдержки 10—12 ч. Для высоконагруженных деталей, работающих в условиях переменных нагрузок, старение проводят при 150— 160°С. Для достижения максимальной прочности старение полуфабрикатов следует проводить не позднее чем через 1 ч после закалки, иначе наблюдается снижение oв и о0,2 на 30—50 МПа.
Коррозионная стойкость сплавов высокая; они не склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением независимо от состояния материала. Наиболее прочный сплав АВ по коррозионной стойкости уступает сплавам АД31, АДЗЗ.
Сплавы удовлетворительно соединяются точечной, шовной и аргонодуговой сваркой. Обрабатываемость резанием в отожженном состоянии неудовлетворительная, в закаленном и состаренном — удовлетворительная.
Сплав АД31 применяется для деталей невысокой прочности, от которых требуется хорошая коррозионная стойкость и декоративный вид, работающих в интервале температур —70-50 °С. Сплав применяется для отделки кабин самолетов и вертолетов с различными цветовыми покрытиями. Используется в строительстве для дверных рам, оконных переплетов, эскалаторов, а также в автомобильной, легкой и мебельной промышленности.
Производство профилей из сплава АД31 и подобных: полые профили получают двумя способами: трубным методом из полого слитка и прессованием в комбинированную матрицу из заготовки сплошного сечения. Последний метод получил наиболее широкое распространение, так как он позволяет получать полые профили сложной конфигурации с наименьшей разнотолщинностью по длине.
Номенклатура пустотелых профилей чрезвычайно широка: минимальное отверстие 2,2—2,5 мм при толщине стенки 1,5— 5 мм; максимальные габариты определяются диаметром описанной окружности, не превышающей 500 мм при толщине стенки не менее 6—10 мм. Получаемые таким образом изделия имеют одно или несколько отверстий различных форм.
Пустотелые профили прессуют как из легкодеформируемых сплавов АД31, АДЗЗ, АВ, АМг2, так и из труднодеформируемых сплавов Д16, АМгб.
Типовая конструкция прессовой комбинированной матрицы с выступающим гребнем представлена на рис. Матрица имеет корпус 1, собственно матрицу (втулку) 2, рассекатель 3, заканчивающийся иглой 4, которая входит в собственно матрицу. Матрица и игла образуют кольцевой канал, через который выпрессовывается профиль.
Перед входом в кольцевой канал металл заготовки разделяется на два или более потоков в зависимости от конструкции рассекателя. Эти потоки непосредственно перед кольцевым каналом встречаются и свариваются в так называемых карманах матрицы и затем уже выпрессовываются через кольцевой канал. На макро-темплете хорошо заметны сварные швы, число которых равно числу потоков. Исследование сварных швов показало, что по прочности они могут достигать 95% от прочности основного сечения.
Для получения высокопрочного сварного шва необходимо в сварочной камере (кармане) создать высокие гидростатические давления, в 10—15 раз превышающие предел текучести прессуемого металла.
Высота кармана матрицы в значительной мере зависит от диаметра контейнера:
При прессовании разнотолщинных профилей (толщина одной полки превышает в 2 или более раз толщину остальных) для выравнивания скоростей истечения увеличивают объем сварочной камеры в полости гребня, а также эффективную длину рабочих поясков, как на игле, так и на матрице.
Одной из особенностей прессования полых профилей является необходимость получения качественного сварного шва, что достигается за счет наиболее полного удаления металла после прессования из карманов матрицы.
Прессостаток можно отделять путем среза фасонным ножом или путем отрыва при ходе контейнера в сторону, противоположную прессованию. Последний способ нашел наибольшее применение.
Применение последнего способа позволяет полностью удалять остатки металла предыдущего слитка, остающегося в карманах матрицы. Оставшийся металл при прессовании профилей из труднодеформируемых сплавов приводит к несвариваемости шва по длине 2 и более метров.
Для прессования профилей из сплавов Д16 и АМг6 также целесообразно применять матрицы с полуутопленным гребнем.
Особенности данной конструкции следующие: наиболее слабое звено в конструкции матрицы с выступающим гребнем—стойки гребня отсутствуют. Гребень на 1/3 своей высоты выполняется монолитно с корпусом матрицы;
торцовая поверхность матрицы-вставки имеет выемку, являющуюся продолжением кармана собственно матрицы, что позволяет увеличить общую высоту кармана непосредственно под рассекателем до 50 мм без ослабления самого гребня;
форма выемки возможно более приближается к углам естественного истечения металла, что препятствует застою металла в кармане и способствует полному отрыву прессостатка;
ширина рабочих поясков матрицы принимается такой же, как и для прессования сплошных профилей, но для сплава АМг6 их увеличивают на 50%.
Стойкость данной комбинированной матрицы в 20—30 раз выше стойкости обычной матрицы с выступающим гребнем.
В последнее время для улучшения качества наружной поверхности и увеличения скорости прессования профилей из трудно-деформируемых сплавов применяют водоохлаждаемые матрицы.
Типовая конструкция такой матрицы приведена на рис. справа. Собственно охлаждаемой частью комбинированной матрицы является матрица-вставка, где с обратной стороны вокруг рабочего очка выполняется кольцевой канал, в который подводится вода.
Температурно-скоростные режимы прессования пустотелых профилей приведены в таблице.
| Температурно-скоростные режимы прессования и выход годного при прессовании пустотелых профилей | ||||||
| Сплав | Усилие пресса, Т | Диаметр контейнера, мм | Теспература, С | Скорость истечения, м/мин | Выход годного, от заготовки | |
| слитка | контейнера | |||||
| АД31 | 1200 | 130 | 400-460 | 3-4 | 63-65 | |
| АМг6 | 1200 | 122 | 420-500 | 440-460 | 0.7-1.2 | 62-60 |
| АД31 АВ | 2000 | 170 | 450-500 430-480 | 450-460 410-430 | 3-4 | 60-63 |
| АД31 | 3000 | 225 | 450-500 | 450-460 | 3-7 | 55-60 |
| АМг6 | 225 | 420-500 | 400-460 | 0.7-1.3 | 40-50 | |
| АД31 | 270 | 450-500 | 450-460 | 3-7 | 50-55 | |
| АМг6 | 270 | 420-500 | 400-460 | 0.7-1.2 | 40-50 | |
| АД31 | 5000 | 310 | 450-500 | 450-460 | 3-7 | 45-55 |
| АМг6 | 310 | 420-500 | 400-460 | 0.7-1.2 | 40-50 | |
| АД31 | 360 | 450-500 | 450-460 | 3-6 | 45-50 | |
| АМг6 | 360 | 420-500 | 400-460 | 0.7-1.2 | 40-45 | |
| АД31 | 420 | 450-500 | 450-460 | 3-5 | 50-60 | |
| АВ | 12000 | 550 | 450-500 | 400-420 | 0.8-1.0 | 65-70 |
| АВ | 20000 | 650 | 450-500 | 400-420 | 0.8-1.0 | 65-70 |
Интенсивность охлаждения (подача воды) подбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить нормальное начало процесса прессования и возможность его продолжения с повышенной скоростью, без изменения температурных режимов нагрева заготовки и контейнера.
Внедрение водоохлаждаемых матриц позволило значительно улучшить чистоту поверхности профилей — на 1—2 балла. Однако стойкость таких матриц несколько уменьшается по сравнению с обычными (без охлаждения).
Контроль наружной поверхности, геометрических размеров, качества микро- и макроструктуры, а также механических свойств существенно не отличается от контроля обычных сплошных профилей. Отличие — обязательный контроль на свариваемость швов. Такой контроль можно проводить двумя путями — методом визуального контроля поперечных макрошлифов и методом излома образцов длиной 30—50 мм вдоль по шву. Выявление внутренних дефектов пустотелых профилей ответственного назначения проводится методом ультразвукового контроля. Контроль качества внутренней поверхности указанных выше изделий осуществляется с помощью перископических устройств.
Полые профили прессуют длиной 5—15 м на малых прессах, а длиной 25—50 м — на больших, с последующей разрезкой на мерные длины непосредственно на столе пресса.
Значения выхода годного при прессовании пустотелых профилей приведены в табл. На величину выхода годного влияет длина прессостатка, достигающая 25—30% от массы слитка.
АД31, АД31Т1
Алюминий АД31 входит в группу сплавов алюминия-магния-кремния или деформируемых авиалей Mg–Al–Si. Его отличает повышенная пластичность, коррозийная стойкость и хорошие технологические свойства. Сплав АД31 превосходно прокатывается, штампуется, вытягивается и поддается другим видам механической обработки. Из этого сплава изготавливают прутки и профили алюминиевые.
АД31 обладает высокой пластичностью, а при упрочнении – твердостью. Упрочненный и состаренный сплав обозначают АД31Т1. Сплав АД31 содержит небольшую долю легирующих элементов и примесей, за счет своей чистоты имеет хорошие показатели электро- и теплопроводности и отличные антикоррозионные свойства позволяющие использовать его для изготовления элементов конструкций и деталей оборудования, работающего в сложных условиях. Поддается сварке, штамповке и вытяжке при изготовлении полых деталей сложной формы.
Химический состав АД31
Алюминиевый сплав АД31 содержит до 99,3% процентов алюминия. Остальное приходится на легирующие элементы – маний и кремний, а также примеси железа, марганца, титана и цинка. Железо, содержащееся в больших количествах в сплаве АД31 – 0,5%, снижает его прочность и пластичность из-за образования интерметаллидов, но уменьшает его склонность к растрескиванию при литье. Марганец благотворно сказывается на коррозионной стойкости, исключая потери прочности при вылеживании.
Химический состав АД31Т1 ничем не отличается от АД31 так как он является термообработанным вариантом тогоже сплава.
Механические свойства сплава АД31 во многом зависят от термической обработки, которая значительно повышает его прочность и твердость. Для этого используется высокотемпературная закалка с последующим искусственным или естественным старением в течение 5-7 сток. Закалку сплава обычно проводят при температуре 520-530 градусов, в результате чего предел его прочности на разрыв увеличивается до 40%. Температура искусственного старения 160— 170 °С, время выдержки 10—12 ч. Для высоконагруженных деталей, работающих в условиях переменных нагрузок, старение проводят при 150— 160°С. Для достижения максимальной прочности старение полуфабрикатов следует проводить не позднее чем через 1 ч после закалки, иначе наблюдается снижение предела кратковременной прочности s в и текучести s T на 30—50 МПа.
Свойства АД31 и АД31Т1
| Сортамент | Размер | s в | s T | d 5 | Термообр. |
| — | мм | МПа | МПа | % | — |
| Трубы, ГОСТ 18482-2018 | 130 | 60 | 12 | АД31 | |
| Трубы, ГОСТ 18482-2018 | 180 | 120 | 10 | АД31Т1 | |
| Пруток, ГОСТ 21488-97 | 90 | 60 | 15 | АД31 | |
| Пруток, ГОСТ 21488-97 | 135-195 | 70-145 | 8-13 | АД31Т1 | |
| Профили, ГОСТ 8617-2018 | до 100 | 196 | 147 | 10 | АД31Т1 |
| Профили, ГОСТ 8617-2018 | 127 | 69 | 13 | АД31 |
.
| T |