Д16, Д16Т и Д16М

Распространение современных технологий привело к появлению материалов с исключительными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать дюралюминий, который весьма распространен на сегодняшний день. Характеристики Д16Т позволяют использовать материалы этой группы при изготовлении самых различных конструкций и механизмов. Сегодня рассматриваемый сплав применяется в авиационной и космической промышленности, что можно связать сочетание высокой прочности с легкостью.

Сплав Д16Т

Расшифровка марки Д16Т

Расшифровка марки позволяет определить ее основные эксплуатационные качества и химический состав. Марка Д16Т относится к классу дюралюминия, который характеризуется высокой концентрацией легирующих элементов.

Сегодня расшифровывают Д16Т при применении ГОСТа. В отличии от других сплавов, рассматриваемые маркируются по собственной системе. Дюралюминий Д16Т расшифровывается следующим образом:

1. Д – обозначение материалов группы дюралюминия. Она существенно отличается от обычного алюминия, что связано с включением в состав различных легирующих элементов. Концентрация других химических элементов позволяет изменить многие эксплуатационные качества.
2. 16 – номер сплава. По сути эта цифра не указывает на какие-либо качества, но она используется для обозначения сплава с определенными качествами.
3. Т – символ, который обозначение проведение закалки и естественного старения. Термическая обработка, связанная с закалкой, предусматривает оказание воздействия высокой температуры, за счет чего происходит перестроение поверхностного слоя.

Алюминий Д16Т весьма распространен в области, где производятся ответственные механизмы и устройства, на которые будет оказываться серьезное воздействие со стороны окружающей среды.

Скачать ГОСТ 4784-97

Свойства материала Д16

Д16 — это термоупрочняемый деформируемый сплав алюминия, который имеет химический состав по ГОСТ 4784-97.

Благодаря низкой тепло и электропроводности этот материал хорошо проявляет себя при температуре свыше 120 °C и до 250 °C, однако не допускается его использовать даже кратковременно при температуре выше 500 °C. Он не склонен к образованию трещин, но при повышении температуры выше 80 °C склонен к образованию межкристаллитной коррозии, что накладывает определённые ограничения на его применение. Однако искусственное состаривание позволяет избежать образования коррозии, с одновременным уменьшением прочности и пластичности.

Д16Т обладает высокой твёрдостью и прочностью, но уступает по этим параметрам заготовкам из сплава ВД95Т1 в особо твёрдом состоянии после искусственного старения и закалки. Но при повышении температуры выше 120 °C Д16Т проявляет лучшие механические свойства и не имеет себе равных в пределах до 250 °С. Кроме того следует отметить, что ВД95 склонен к коррозии под напряжением, так что не всегда удаётся использовать весь потенциал этого материала до конца.

Большинство дюралей имеет склонность к коррозии больше чем другие сплавы алюминия. По этой причине изделия из дюралей плакируют 2-4% слоем технического алюминия, либо покрывают лаком. Однако учитывая иногда высокие температурные режимы работы деталей из дюралей, в большинстве случаев предпочтительнее плакировка и анодирование, что и сказывается на выборе листовой продукции, выпускаемой под плакировкой. Кроме того Д16Т плохо поддаётся сварке и может свариваться только точечной сваркой, поэтому в большинстве случаев закрепляется с помощью заклёпок и других разъёмных и неразъёмных соединений.

Химический состав

Химический состав каждого материала имеет свои определенные особенности, которые и определяют физико-механические качества.

Рассматриваемый алюминиевый сплав Д16Т относится к группе Al-Cu-Mg с легированием марганца. Химический состав сплава Д16Т характеризуется следующим образом:

1. Большая часть сплава – алюминий, концентрация которого доходит до показателя 94,7%.
2. Остальная часть массы приходится на магний, медь и другие различные примеси.
3. Включение в состав марганца определяет существенно увеличение коррозионной стойкости сплава Д16Т и увеличить некоторые механические свойства.
4. В состав включается небольшая доля титана и железа. Негативное влияние на сплав Д16Т оказывает концентрация железа. Это связано с тем, что подобный химический элемент не растворяется в алюминии, создает неоднородные пластины. Концентрация железа выдерживается в строгом пределе, так как неоднородная структура может привести к серьезным проблемам.

Химический состав сплава Д16Т

Дуралюмин производится при тщательном контроле концентрации всех элементов. Увеличение в составе количества железа приводит к тому, что металл становится менее однородным, за счет чего падает качество и ухудшаются другие эксплуатационные качества. Титан и марганец должны также выдерживаться в определенном диапазоне концентрации, так как слишком высокий и низкий показатели могут привести к изменению основных физико-механических качеств.

Сплав д16т: расшифровка марки

Химический состав дюралюминия Д16Т

строго регламентируется
ГОСТом 4784-97 и расшифровывается следующим образом:

• Д – дюралюминий;
• 16 – номер сплава в серии;
• Т – закаленный и естественно состаренный.

Дюралюминий Д16Т

относится к алюминиевым сплавам системы Al-Сu-Mg, легируемым марганцем. Большую его часть составляет алюминий – до 94,7%, остальное приходится на медь, магний и другие примеси. Марганец увеличивает коррозийную стойкость сплава и улучшения его механические свойства, хотя и не образует с алюминием общих упрочняющих фаз, а лишь дисперсные частицы состава Al12Mn2Cu.

Негативно на характеристики д16т влияют включения железа, которое не растворяется в алюминии. Феррум кристаллизуется в дюралюминиевом сплаве в виде грубых пластин, существенно снижая его прочностные и пластичные параметры. Кроме того, примеси железа связывают медь, в результате чего уменьшается прочность сплава, достигающих максимальных значений после естественного старения. В связи с этим, его содержание в дюралюминии очень жестко ограничивается ГОСТом и не должно превышать массовой доли – 0,5-0,7%.

На западе существует аналог сплава Д16Т

, плотность которого также равна 2,78 г/ кв. см., но маркируемого по-другому – 2024 т3511.

Свойства материала

Сплав Д16Т, характеристики которого можно назвать весьма привлекательными, обладает огромным количеством преимуществ в сравнении с другими сплавами.

Особенности дюралюминия определяют то, что этот сплав во многом обходит обычный алюминий и другие материалы. Физические и механические свойства заключаются в следующих моментах:

1. Высокая стабильность структуры. За счет этого изготавливаемые изделия могут прослужить долго и выдерживают существенное воздействие со стороны окружающей среды.
2. Плотность материала определяет его низкий удельный вес, уровень которого составляет 2800 кг/м3. За счет этого получаемые изделия становятся легкими. Именно поэтому Д16Т получил распространение в авиастроении и при изготовлении элементов, которые применяются при изготовлении оборудования для космической промышленности. Для того чтобы устройство смогло преодолеть земную тягу с меньшими энергетическими затратами создаваемая конструкция должна иметь небольшой вес. Проведенные исследования указывают на то, что Д16Т в 3 раза легче стальных.
3. Повышенное сопротивление к микроскопической деформации в процесс эксплуатации. Это связано с тем, что модуль упругости имеет довольно высокое значение.
4. Высокий предел прочности Д16Т достигается за счет включения в состав огромного количества легирующих элементов, к примеру, титана. При этом твердость сплава Д16Т составляет 42 МПа.

Кроме этого, температура плавления дюралюминия Д16Т довольно высокая. За счет этого есть возможность использовать сплав при создании различных устройств, которые могут эксплуатироваться при высоком сопротивлении воздуха. Слишком высокое сопротивление становится причиной, по которой металл нагревается и становится более мягким, пластичным. Высокая температура плавления позволила применять дюралюминий при изготовлении летательных аппаратов, так как обычный алюминий нагревается и становится мягким и менее прочным.

Характеристики и состав

Химический состав сплава Д16Т устанавливается ГОСТ 4784-97. В него входит алюминий (до 94,7%), медь (до 4,9%), магний (до 1,8%), марганец (до 0,9%), кремний (до 0,5%), железо (до 0,5%) и примеси других металлов (не более 0,15%). Присутствие данных компонентов увеличивает коррозионную устойчивость и механическую прочность сплава. Кремний позволяет делать сварной шов более качественным, а включение никеля, например, дает возможность использовать материал в условиях высоких температур.

Благодаря термической обработке дюралюминий Д16Т становится более прочным и пластичным. Он легко поддается резке, ковке и штамповке. Из него делают листы, плиты, прутки, трубы и уголки. Изделия из дюраля в 3 раза легче стальных аналогов. Из-за высокой температуры плавления их можно эксплуатировать даже при значительном сопротивлении воздуха – например, при изготовлении летательных аппаратов.

Область применения

Широкая область применения Д16Т связана с его основными эксплуатационными качествами. Стоит учитывать, что сложности, возникающие в процессе производства, существенно повышают стоимость этого сплава. Несмотря на распространение алюминия, дюралюминий применяется лишь в случае, когда это требуется. Сплав Д16Т выпускается в следующих видах:

1. Листы.
2. Уголки.
3. Прутки.
4. Плиты.

Стоит учитывать, что сплав крайне редко поставляется на производственную площадку в чистом виде. Для повышения основных эксплуатационных качеств зачастую проводится химикотермическая обработка. Заготовки применяются для получения следующих изделий:

1. Элементы обшивки.
2. Каркасы.
3. Тяги.
4. Лонжероны.

Форма выпуска:

1. В чистом виде. Как ранее было отмечено, в этой форме заготовки встречаются редко.
2. В закаленном или естественно состаренном состоянии.
3. После искусственного состаривания.
4. Плакированные.
5. Отоженные.

Очень большое распространение получили заклепки, изготавливаемые из рассматриваемого материала. Это связано с тем, что заклепки из Д16Т характеризуются высоким показателем сопротивления на срез.

Термическая обработка позволяет существенно увеличить основные эксплуатационные качества. По установленным стандартам подобного рода улучшение позволяет повысить устойчивость металла к воздействию высокой температуры. К примеру, крепежные элементы могут выдерживать температуру от 120 до 230 градусов Цельсия. Применяется сплав и в машиностроительной сфере при создании кузова.

Форма выпуска

Как уже было сказано ранее, Д16 в чистом виде, хотя применяется, но редко. А невысокая стойкость к коррозии диктует необходимость в плакировке металлопроката. Соответственно, выпускаются полуфабрикаты из Д16 следующих видов:

• В чистом виде,
• Т — закалённые и естественно состаренные,
• Т1 — искусственно состаренное состояние.
• М — отожжённые,
• Плакированные (прим. Д15ТА)

Из Д16 производят:

• Плиты Д16Т,
• Листы Д16АТ,
• Прутки Д16Т,
• Уголки Д16,
• Листовой алюминий.

Прутки диаметром до 100 мм производятся в естественно-состаренном виде в состоянии Т иногда отожжённые — М, а листы — плакированные в состоянии М или Т, в зависимости от области применения.

Аналоги Д16Т

В продаже встречается довольно большое количество зарубежных аналогов. Дюраль д16 производится с учетом установленных стандартов и имеет соответствующие характеристики. Д16Т аналоги маркируются по своим стандартам, к примеру, т3511.

При рассмотрении аналогов следует учитывать особенности проводимой термической обработки Д16ЧТ:

1. Для начала выполняется температурная закалка, для чего заготовка нагревается до температуры 500 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что слишком высокая температура приводит к пережогу алюминий и ухудшению его основных качеств. При этом изменения происходят резко. Поэтому следует уделять много внимания температурному режиму.
2. Следующий шаг заключается в закалке в холодной воде. При этом большое значение имеет температура воды. Оптимальным значением принято считать диапазон от 250 до 350 градусов Цельсия.
3. Далее для улучшения основных качеств проводится естественное старение. Процесс достаточно прост, поверхность контактирует с воздухом, температура которого схожа с комнатной. Процесс длиться в течение 4-5 дней.

В результате проведенного процесса поверхность приобретает твердость около 125-130 НВ. Подобный показатель можно назвать максимальным значением для сплавов рассматриваемой группы.

В заключение отметим, что применение современных технологий позволяет выдерживать процент концентрации всех элементов строго в рекомендуемом диапазоне. За счет этого повышается качество сплава и его основные характеристики.

Термообработка сплава д16т

Дюралюминий Д16Т подвергается дополнительной обработке для улучшения его эксплуатационных качеств:

1. В первую очередь проводится температурная закалка при 495-505 градусах. При более высоких температурах происходит пережог алюминия, приводящий к резкому снижению качественных характеристик сплава.
2. Во-вторых, дюралюминий закаливается в холодной воде, причем большое влияние имеет температура охлаждающей воды. Самый оптимальный диапазон, при котором сплав достигает максимального сопротивления к межкристаллитной коррозии и питингу – 250-350 градусов.
3. И в последнюю очередь дюралюминиевый сплав Д16Т подвергается естественному старению, которое проводится при комнатной температуре в течение 4-5 дней.

В результате после закалки и старения материал приобретает твердость, равную 125-130 НВ, которая является максимальной среди всех известных дюралюминов.