Алюминиевый сплав АД31

Алюминиевые сплавы представляют собой двойные, тройные и более сложные системы с различной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Для упрощения маркировки в обозначении некоторых сплавов, кроме алюминия, с помощью букв отражается еще один элемент (основной компонент), а цифрами - его процентное содержание (АД0, АД31, АМц м другие). В маркировке алюминиевых сплавов после цифр могут быть еще буквы, которые обозначают состояние поставки проката или листа, то есть вид механической или термической обработки металла(Т1, Т2, Т3 и т.д). Ознакомиться с основными видами термообработки сплавов вы сможете в таб. 1.

Вот перечень наиболее часто используемых алюминиевых сплавов.

Сплав АД31(аналог сплава 6060, 6063)

Является представителем системы Al - Mg - Si . Он характеризуется высокими пластическими свойствами в температурно-скоростных условиях обработки давлением и повышенной коррозионной стойкостью. Коррозионная стойкость сплава практически не снижается при сварке. Сплав АД31 интенсивно упрочняется при термической обработке.

Если в отожженном состоянии прессованные профили из сплава АД31 имеют предел прочности 10-12 кгс/мм 2 , то после закалки и естественного старения предел прочности до 18-20 кг/мм 2 . Относительное удлинение при этом снижается не очень сильно (с 23-25 до 15-20%). Более значительное упрочнение сплава может быть получено искусственным старением при температуре 160-190 ° C, при этом предел прочности повышается до 27,5-30,0 кг/мм 2 . Однако при искусственном старении более интенсивно снижаются пластические характеристики.

На степень упрочнения сплава АД31 при искусственном старении существенное влияние оказывает время перерыва между закалкой и искусственным старением. Так с увеличением времени перерыва от 1,5 до 4 часов снижается предел прочности и предел текучести на 3-4 кг/мм 2 . Время выдержки при искусственном старении на механические свойства полуфабрикатов из сплава АД31 существенного влияния неоказывает.

Сплав 6060(европейский вариант сплава АД31)

Является так называемым «среднепрочным» сплавам, который способен упрочняться путем термической обработки за счет дисперсных выделений избыточной фазы. Главными легирующими элементами являются кремний(0,3-0,6%) и магний(0,35-0,6%).

Свойства сплава серии 6060 контролируются всем его химическим составом при доминирующем влиянии магния и кремния. Другие элементы, такие как железо, медь, марганец и хром, также влияют на свойства, но в меньшей степени. Известно, что магний и хром имеют самое большое влияние на прессуемость сплава, тогда как кремний, желез и марганец оказывают на нее меньшее влияние. Медь, в количествах, характерных для сплава 6060, оказывает пренебрежимо малое влияние на прессуемость, однако она способствует мелкодисперсному и однородному выпадению частиц силицида магния Mg2Si, что положительно влияет на прочностные характеристики профилей и отражательные свойства анодно-окисного покрытия.

Все легирующие элементы (кроме меди) повышают чувствительность сплава 6060 к закалке, причем магний оказывает самое большое влияние. Марганец и хром также повышают чувствительность к закалке, так как они при температуре гомогенизации вместе с алюминием, кремнием и железом участвуют в формировании мелкий дисперсоидов. Эти дисперсоиды Al-Fe-Mn/Cr-Si действуют как гетерогенные центры зарождения для выделения частиц силицида магния в последующих термических обработках, что обеспечивает повышение прочностных свойств сплава 6060.

Все легирующие элементы повышают прочность сплава 6060, но магний, кремний и медь имеют максимальное влияние. Вместе с тем, повышение содержания магния и кремния отрицательно влияет на пластические и вязкие свойства сплавов. Марганец и хром, напротив, оказывают положительное влияние на вязкие свойства, тогда как медь почти не оказывает на нее никакого влияния. Присутствие дисперсоидов в сплавах, содержащих марганец/хром, способствует выделению силицида магния внутри зерен и препятствует их выделению на границах зерен и образованию приграничных зон, в которых отсутствуют выделения избыточной фазы. Это предотвращает ослабление границ зерен и повышает вязкие свойства сплава 6060. Марганец и хром, кроме того, применяют для контроля рекристаллизационных процессов в профилях на выходе из пресса: их дисперсоиды «прокалывают» границы зерен и помогают в сохранении некристаллизованной, слоистой структуры, что благоприятно сказывается на свойствах прессованных профилей.

Сплав 6063(американский вариант сплава АД31)

Является так называемым «среднепрочным» сплавам, который способен упрочняться путем термической обработки за счет дисперсных выделений избыточной фазы. Главными легирующими элементами являются кремний(0,2-0,6%) и магний(0,45-0,9%), что полностью совпадает с нашим сплавом АД31.

Свойства сплава серии 6063 контролируются всем его химическим составом при доминирующем влиянии магния и кремния. Другие элементы, такие как железо, медь, марганец и хром, также влияют на свойства, но в меньшей степени. Известно, что магний и хром имеют самое большое влияние на прессуемость сплава, тогда как кремний, железо и марганец оказывают на нее меньшее влияние. Медь, в количествах, характерных для сплава 6063, оказывает пренебрежимо малое влияние на прессуемость, однако она способствует мелкодисперсному и однородному выпадению частиц силицида магния Mg2Si, что положительно влияет на прочностные характеристики профилей и отражательные свойства анодно-окисного покрытия.

Все легирующие элементы (кроме меди) повышают чувствительность сплава 6063 к закалке, причем магний оказывает самое большое влияние. Марганец и хром также повышают чувствительность к закалке, так как они при температуре гомогенизации вместе с алюминием, кремнием и железом участвуют в формировании мелкий дисперсоидов. Эти дисперсоиды Al-Fe-Mn/Cr-Si действуют как гетерогенные центры зарождения для выделения частиц силицида магния в последующих термических обработках, что обеспечивает повышение прочностных свойств сплава 6063.

Все легирующие элементы повышают прочность сплава 6063, но магний, кремний и медь имеют максимальное влияние. Вместе с тем, повышение содержания магния и кремни отрицательно влияет на пластические и вязкие свойства сплавов. Марганец и хром, напротив, оказывают положительное влияние на вязкие свойства, тогда как медь почти не оказывает на нее никакого влияния. Присутствие дисперсоидов в сплавах, содержащих марганец/хром, способствует выделению силицида магния внутри зерен и препятствует их выделению на границах зерен и образованию приграничных зон, в которых отсутствуют выделения избыточной фазы. Это предотвращает ослабление границ зерен и повышает вязкие свойства сплава 6063. Марганец и хром, кроме того, применяют для контроля рекристаллизационных процессов в профилях на выходе из пресса: их дисперсоиды «прокалывают» границы зерен и помогают в сохранении некристаллизованной,слоистой структуры, что благоприятно сказывается на свойствах прессованных профилей