Алюминиевые сплавы

Первый А. С. (дуралюмин), получивший промышленное применение, был разработан в 1909 А. Вильмом (Германия). С производством этого А. С. Связан начальный. Период развития металлического самолётостроения. В РСФСР в 1922 на заводе по обработке цветных металлов в посёлке Кольчугино Владимирской области было начато промышленное производство листового и сортового проката из отечественного А. С. Кольчугалюминия (создатели Ю. Г. Музалевский и С. М. Воронов), отличавшегося по составу от немецкого дуралюминия. Большая роль, которую играют А. С. В авиастроении, определяется удачным сочетанием свойств. Малой плотностью (2500—2900 кг/м3), высокими прочностью (до 500—600 МПа), коррозионной стойкостью, технологичностью при литье, обработке давлением, сварке и обработке резанием.

Благодаря высокой удельной прочности начиная с 20 х гг. XX в. А. С. Являются важнейшим конструкционным материалом в самолётостроении.Основные легирующие компоненты А. С. — магний, медь, цинк, кремний. В результате легирования алюминия одним, двумя и более элементами из числа перечисленных в различных сочетаниях, а также малыми добавками одного или нескольких переходных металлов — марганца, хрома, титана, циркония, никеля, железа, ванадия — получены и применяются в промышленности более 150 А. С. В 70 е гг. В число легирующих компонентов А. С. Вошел также питий.Все А. С. Обычно разделяют на деформируемые, из которых изготовляют листы, плиты, профили и другие полуфабрикаты путём пластинчатой деформации литой заготовки, и литейные, которые предназначены исключительно для фасонного литья.

Из деформируемых А. С. Наибольшее значение имеют сплавы следующих систем.Алюминий — магний с добавками марганца, титана, циркония (сплавы АМr2, АМr5, АМr6. Цифра в марке показывает приблизительное содержание магния в процентах). Эти сплавы не упрочняются термообработкой. В отожжённом состоянии характеризуются умеренной прочностью (до 350 МПа для АМr6), высокой пластичностью, очень высокой коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью. Широко применяются для ответственных сварных конструкций.Алюминий — медь — магний с добавками марганца — дуралюмины (Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1). Упрочняются термообработкой. Подвергаются, как правило, закалке и естественному старению. Характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450—500 МПа) при комнатной и повышенной (до 150—175°С) температуpax, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения.

Такое сочетание свойств определило широкое применение этих сплавов, особенно Д16 и Д16ч (чистого по примесям железа и кремния), в самолётостроении. Недостаток — низкая коррозионная стойкость. Изделия требуют тщательной защиты от коррозии.Алюминий — цинк — магний — медь с добавками марганца, хрома, циркония. Подвергаются закалке и искусственному старению. Сплавы имеют самую высокую из всех А. С. Прочность (до 700 МПа для В96Ц). Однако при старении на максимальную прочность повышается чувствительность этих А. С. К коррозионному растрескиванию, снижаются пластичность и значения характеристик конструкционной прочности. Для этих сплавов внедрены режимы смягчающего старения (перестаривания), которые обеспечивают сочетание достаточно высокой прочности (420—470 МПа для В93 и В95) с удовлетворительными значениями сопротивления коррозионному растрескиванию и конструкционной прочности.

Сплав В95, особенно его модификация В95пч (повышения чистоты по примесям железа и кремния), относится к числу наиболее важных конструкционных материалов в самолётостроении.Алюминий — магний — литий с добавками марганца и циркония. Подвергаются закалке и искусственному старению. Отличительная особенность — сочетание достаточно высокой прочности (420—450 МПа) с наименьшей для промышленных А. С. Плотностью (2500 кг/м ), высоким модулем упругости (75 ГПа) и удовлетворительной свариваемостью. Недостатки. Пониженная пластичность, плохие технологические свойства.Из литейных сплавов наибольшее значение имеют сплавы следующих систем.Алюминий — кремний, (силумины) с добавками магния, меди, марганца, титана, никеля (АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ5, АЛ34) — самые распространённые литейные А.

С. При наличии магния и меди сплавы упрочняются термообработкой. Механические свойства колеблются в широких пределах (прочность от 15 МПа для АЛ2 до 350 МПа для АЛ34). Сплавы отличаются очень хорошими литейными свойствами, удовлетворительной коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.Алюминий — медь с добавками марганца, титана, никеля, циркония, церия, кадмия (АЛ7, АЛ19, АЛЗЗ, ВАЛ10). Упрочняются закалкой с последующим искусственным старением. К этой группе относятся самые прочные (до 500 МПа для ВАЛ10) и самые жаропрочные (90 МПа для АЛ33) литейные А. С. Недостатки. Низкая коррозионная стойкость, пониженные литейные свойства.Наряду с деформируемыми к литейными А. С. В авиастроении используются спечённые материалы — спечённая алюминевая пудра и спечённый алюминевый сплав..