|
|
 |
|
Металлы
 |
Дюралюминий
Дюралюмин, дюралюминий, дюраль — собирательное обозначение группы высокопрочных сплавов на основе алюминия (алюминиевый сплав) с добавками меди, магния и марганца. Название сплава происходит от торговой марки Dural (фр. dur — твёрдый) — коммерческого обозначения одного из первых упрочняемых термообработкой и последующим старением алюминиевых сплавов. Основными легирующими элементами в нём являлись медь (4,5 % массы), магний (1,5 %) и марганец (0,5 %); остальное — алюминий (93,5 %). При испытаниях на растяжение типовое значение предела текучести дюралюминов составляет порядка 250 МПа, предела кратковременной прочности 400…500 МПа, однако прочностные характеристики конкретного сплава зависят от его состава и, в особенности, от термообработки.
Дюралюминий
Дюралюминий - это алюминиевый сплав в состав которого входит кроме самого алюминия еще до 5.5% меди, до 0.8% магния и около 0.6% марганца. Отличительной особенностью данного сплава является чрезвычайная твердость и прочность. Во время исследований по упрочнению алюминиевых сплавов еще в 1906 году дюралюминий был получен прусским инженером Альфредом Вильмом. Во время исследований алюминий подвергали методам упрочнения, которые раннее применялись при производстве обычной стали.В результате было определено, что после термообработки алюминий, который был подвергнутый старению еще несколько дней, действительно получает свойства повышенной прочности.
После чего новый сплав был запатентован тем же инженером-металлургом.
Само название "дюралюминий" походит от названия немецкого городка Дюрен, в котором собственно говоря и началось в 1909 году производство нового прочного сплава. С получением новых полезных свойств алюминия в данном сплаве наблюдается низкая коррозионная стойкость и свариваемость. Для улучшения стойкости к коррозии дюралюминий поддают плакированию, в редких случаях анодированию или покрытию лаком.
С обнаружением полезных свойств дюралюминиевых сплавов в авиастроении и оружейном производстве это наконец-то уже абсолютно обосновано позволило отказаться от применения обычных сталей. Так данный сплав начинали использовать при изготовлении дирижаблей, пассажирских самолетов, на сегодняшний день дюраль нашел свое место еще в машиностроении, дизайне и в многих других отраслях.
Отличительные особенности дюралюминия
Хотя существует большое количество сплавов на основе алюминия, дюраль пользуется наибольшей популярностью. Данный материал имеет целый ряд преимуществ:
• Высокая прочность.
Данный показатель может достигать 500 МПа. При этом следует учитывать. Что прочность чистого алюминия составляет всего 70-80 МПа.
• Способность выдерживать большие нагрузки.
Для конструкционных сплавов критически важной является способность выдерживать большие нагрузки, в том числе и в условиях агрессивного механического и температурного воздействия;
• Простота обработки.
Дюраль легко поддается сварке. В процессе возникает минимальное количество сложностей. Шов практически всегда получается ровным и гладким. Для данного сплава подходит аргоновая сварка или полуавтомат;
• Невысокая стоимость.
Хотя дюраль и считается идеальным материалом для конструирования самолетов и дирижаблей, имеет место и массовое производство труб и профилей. Поэтому вопрос стоимости имеет важное значение. Невысокая цена обуславливается особенностями технологии производства сплава, а именно отсутствие необходимости разогревать компоненты до максимально высоких температур;
• Высокая статическая прочность позволяет изделиям проявлять устойчивость к разовой нагрузке.
Свойства и применение
Дюралюминий — основной конструкционный материал в авиации, космонавтике и других областях машиностроения, для которых принципиальную роль играет минимальная масса конструкции.
Первое применение дюралюминия — изготовление каркаса дирижаблей жёсткой конструкции. Начиная с 1911 года, дюралюминий стал широко применяться в других отраслях машиностроения. В годы Первой мировой войны состав сплава и термообработка были засекречены. Начиная с 1920-х годов, благодаря высокой удельной прочности, дюралюминий становится важнейшим конструкционным материалом в самолётостроении.
Плотность сплава: 2500-2800 кг/м?. Температура плавления сплава: около 650 °C.
Сплав широко применяется в авиастроении, при производстве скоростных поездов (например, поездов Синкансэн) и во многих других отраслях машиностроения (так как отличается существенно большей прочностью, чем чистый алюминий).
После закалки (нагрева до температуры около 500°C и охлаждения в подогретую воду) сплав становится мягким и гибким (как алюминий). После старения (естественного, проходящего при комнатной температуре в течение нескольких суток, или искусственного, проходящего при повышенной температуре в течение нескольких часов) становится твёрдым и жёстким.
В настоящее время сплавы алюминий — медь — магний с добавками марганца — известны под общим названием дюралюмины. К дюралюминам относят советские сплавы следующих марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1. Дюралюмины упрочняются термообработкой; подвергаются, как правило, закалке и естественному или искусственному старению. Характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450-500 МПа) при комнатной и повышенной (до 150…175 °C) температурах, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения[6].
Недостаток дюралюминов — низкая коррозионная стойкость. Изделия требуют тщательной защиты от коррозии. Дюралюминиевый прокат, как правило, плакируют чистым алюминием, создавая из него лист с двухсторонней плакировкой, — так называемый альклед. Также, как правило, все детали из алюминиевых сплавов, применяемые в конструкции самолёта, анодируют, покрывают грунтовками, специально разработанными для авиации (обычно жёлтого или зелёного цветов) и при необходимости окрашивают.
Первое применение
Несущая конструкция германского дирижабля жёсткой схемы «Цеппелин», выполненная из соединенных заклёпками дюралюминиевых профилей
Сборка цельнометаллического самолёта Dewoitine D.333 (Франция, 1934 год), фюзеляж которого изготовлен из дюралюминия марки AU4G
|
|
