Алюминий Д20
Марка: Д20 | Класс: Алюминиевый деформируемый сплав |
Использование в промышленности: для изготовления сварных изделий, работающих при комнатной температуре или кратковременно при повышенных температурах |
Химический состав в % сплава Д20 | ||
Fe | до 0,3 | |
Si | до 0,3 | |
Mn | 0,4 - 0,8 | |
Ti | 0,1 - 0,2 | |
Al | 90,95 - 93,5 | |
Cu | 6 - 7 | |
Zr | до 0,2 | |
Mg | до 0,05 | |
Zn | до 0,1 |
Дополнительная информация и свойства |
Твердость материала: HB 10 -1 = 100 МПа |
Механические свойства сплава Д20 при Т=20oС | |||||||
Прокат | Размер | Напр. | σв(МПа) | sT (МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
Пруток | 360 | 240 | 8 |
Обработка листового проката (плакирование) из сплава Д20 (и подобных): плакирование осуществляют путем горячей прокатки фрезерованного сляба с наложенными на него с обеих сторон планшетами. Прочность сцепления слоев увеличивается в результате протекания диффузионных процессов при дальнейшей прокатке и термической обработке.
Плакирование позволяет решить следующие задачи: предохранить поверхность слябов от разрушения в первых проходах горячей прокатки (технологическая плакировка);
- защитить основной металл от коррозии (защитная плакировка);
- придать металлу особые физические или химические свойства. Для технологической плакировки используют алюминий марки АД1. В качестве защитной плакировки подбирают такие материалы, которые в условиях воздействия коррозионной среды служат анодом по отношению к основному металлу, что обеспечивает его стабильную защиту даже при наличии местных нарушений плакирующего слоя (царапины, потертости и др.).
Для плакирования листов из сплавов Д1, Д16, Д19, Д20 и АМг6 используют чистый алюминий марки АД1 с содержанием меди до 0,02%, листов из сплава В95 — алюминиевый сплав АЦ с содержанием цинка 0,9—1,3%.
Толщина плакирующего слоя в зависимости от толщины листов и назначения плакировки приведена в таблице ниже.
Толщина плакирующего слоя | |||
Номинальная толщина листа, мм | Толщина плакирующего слоя на каждой стороне, % от номинальной толщины листа | ||
при нормальной защитной плакировке | при утолщенной защитной плакировке | при технологической плакировке | |
До 1.9 | ≥ 4 | ≥ 8 | ≤ 1.5 |
≥ 1.9 | ≥ 4 | ≥ 8 | ≤ 1.5 |
Для обеспечения качественной сварки планшет и основного металла необходима тщательная подготовка свариваемых поверхностей путем зачистки, обезжиривания или травления.
Обезжиривание слябов перед плакировкой производят либо протиркой бензином, либо промывкой и механической зачисткой в специальном агрегате, состоящем из двух камер, в первой из которых сляб промывают моющим раствором (сода, тринатрийфосфат и т. п.), во второй — горячей водой. Между камерами расположено щеточное устройство для очистки поверхности от налипов.
В последнее время опыт работы с планшетами, полученными непосредственно горячей прокаткой, показал, что поверхность их без дополнительной обработки обеспечивает достаточно надежную сварку с поверхностью сляба.
На качество сварки большое влияние оказывают и технологические факторы. Попадание влаги под планшеты недопустимо, поэтому на первых проходах прокатку производят без эмульсии. Неправильно выбранная величина обжатия в первом проходе может привести либо к неприварке планшетов (малые обжатия) либо к разрывам и образованию складок. Нельзя также получить качественную сварку, если покрывать нагретые слябы холодными планшетами или допускать попадание между ними различных загрязнений.
Выбор рациональных размеров планшетов и обжатий в первых двух проходах обеспечивает высокую прочность сцепления и равномерность плакирующего слоя. В первом проходе планшет получает более высокое обжатие, чем сляб, поэтому длина планшета всегда берется на 10—25% меньше длины плакирующей части сляба.
Практически за счет регулирования обжатий в первых двух проходах и допустимого колебания по толщине плакирующего слоя листов планшеты подбираются таким образом, чтобы для разных толщин листов можно было использовать планшеты одних и тех же размеров.
Ширина планшета равна ширине сляба или больше ее на величину напуска при плакировке боковых граней.
Плакирование боковых граней предотвращает растрескивание кромок при горячей прокатке и дает возможность повысить обжатия при холодной.
Плакирование слябов в современных цехах производят в поточной линии.
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 |