Алюминий 1201
Марка: 1201 | Класс: Алюминиевый деформируемый сплав |
Использование в промышленности: для изготовления сварных изделий, работающих работающих при температурах до -253 град. |
Химический состав в % сплава 1201 | ||
Mn | 0,2 - 0,4 | |
V | 0,05 - 0,15 | |
Ti | 0,02 - 0,1 | |
Al | 92,3 - 93,83 | |
Cu | 5,8 - 6,8 | |
Zr | 0,1 - 0,25 |
Дополнительная информация и свойства |
Свариваемость материала: без ограничений. |
Механические свойства сплава 1201 при Т=20oС | |||||||
Прокат | Размер | Напр. | σв(МПа) | sT (МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
Лист | 440 | 350 | 8 |
Коррозионная стойкость сплава 1201: сплавы системы А1-Сu (Д20, 1201) находятся в фазовой области а+CuA12(θ) и в отличие от сплавов системы А1-Сu-Mg практически не подвергаются естественному старению.
Сопротивление коррозионному растрескиванию сплавов со структурой а+θ регулируется путем выбора оптимальных режимов искусственного старения. Кроме того, применение после закалки правки (холодная деформация 1,5-3%) также существенно повышает сопротивление межкристиллитной коррозии и коррозионному растрескиванию за счет эффекта ТМО. Этот эффект усиливается в случае увеличения степени холодной деформации до 4-6 %.
Положительное влияние деформации можно связать с изменением характера выделений при старении. Наименьшее сопротивление коррозионному растрескиванию соответствует структуре с плотным распределением частиц метастабильной θ"-фазы и наличием зон свободных от выделений. Преобразование этих выделений в выделения другой метастабильной θ`-фазы, которые, по-видимому, не срезаются дислокациями, обусловливает повышение сопротивления коррозионному растрескиванию.
Метастабильная θ`-фаза выделяется главным образом на дефектах кристаллической решетки, в том числе и на дислокациях. Поэтому деформация после закалки и последующее искусственное старение ускоряют зарождение этих частиц, которые закрепляют дислокации и, таким образом, способствуют получению структуры с высокой плотностью дислокаций и частиц θ`-фазы. В результате удается получать повышенные уровни значений механической прочности и сопротивления КР. Прочностные характеристики можно существенно повысить, применяя НТМО.
Корозионные и механические свойства плит из сплава 1201 | |||||||||
N пп | Схема деформации | σВ | σ0,2 | δ , % | ϒ , МСм/м | KIC | KIКР | σкр | РСК, балл |
МПа | МПа ⋅ м1/2 | ||||||||
1 | Прокатка плоского слитка | 410 | 352 | 2.4 | 19.6 | 26.6 | 18.3 | 230 | 3 |
1 | Прокатка плоского слитка | 410 | 352 | 2.4 | 19.6 | 26.6 | 18.3 | 230 | 3 |
1 | Прокатка плоского слитка | 410 | 352 | 2.4 | 19.6 | 26.6 | 18.3 | 230 | 3 |
2 | Осадка круглого слитка по образующей: НТМО (180°C, 4 ч + 2 % деформации + 180°C, 12 ч) | 440 | 382 | 4.8 | 18.8 | 23.7 | 16.4 | 175 | 4 |
3 | Осадка круглого слитка | 408 | 344 | 3.7 | 19.0 | 25.6 | 16.5 | 175 | 3 |
4 | Осадка круглого слитка с кантовкой 90°C | 422 | 344 | 3.7 | 19.8 | 28.1 | 18.2 | 175 | 3 |
5 | Осадка плоского слитка по широкой грани | 409 | 333 | 4.1 | 19.4 | 28.6 | 18.4 | 175 | 4 |
6 | Осадка круглого слитка по узкой грани с кантовкой 90°C | 393 | 337 | 3.4 | 18.8 | 29 | 13.2 | 175 | 5 |
7 | Осадка в торец круглого слитка с последующей вытяжкой | 440 | 359 | 4.6 | 18.7 | 27.8 | - | 175 | 3 |
Примечание. Значениеопределены в направлении ВД на образцах ДКО, значения - на круглых высотных образцах по методу заданной нагрузки.
Схема и величина горячей деформации при производстве полуфабрикатов, в частности, плит, слабо влияют на их свойства. Наиболее высокое сопротивление КР имеют плиты, полученные по традиционной технологии- прокаткой плоского слитка.
Сплав 1201 относится к группе свариваемых сплавов и его можно применять в изделиях криогенной техники. Свойства сварных соединений в значительной степени оределяются режимами термической обработки. Старение на первой ступени ниже, а на второй выше критической температуры перехода θ"→θ` обеспечивает относительно высокий уровень сопротивления КР. Для сплава 1201 значение tк=210°С.
Сварные соединения в этом случае не разрушаются в течение 45 сут испытаний при напряжении 180 МПа. Однако следует иметь в виду, что независимо от условий старения в околошовной зоне и литой части шва наблюдается довольно значительная межкристаллитная коррозия.
Сплав Д20 отличается от сплава 1201 тем, что вместо циркония и ванадия содержит марганец. Особенностью этого сплава является то, что коррозионные свойства основного металла и сварных соединений зависят от концентрации марганца. При содержании в сплаве марганца порядка 0,6-0,7 % полуфабрикаты и их сварные соединения из сплава Д20 не только не уступают, а даже несколько превосходят полуфабрикаты из сплава 1201.
Краткие обозначения: | ||||
σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |