Алюминий АК6

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 22 Августа 2024

Содержание:

• Применение алюминиевого сплава АК6 в авиационной промышленности

40
46
70

Характеристики сплава АК6 (и аналогичных): ковочные сплавы АК6, АК8 системы Al—Mg—Si—Cu характеризуются отличной пластичностью и устойчивостью к образованию трещин при горячей пластической деформации. По химическому составу они близки к дуралюминам, но содержат больше кремния.

Сплавы имеют склонность к коррозии под напряжением. Для защиты деталей рекомендуется их анодировать или покрывать лакокрасочными покрытиями.

Соединение сплавов с помощью точечной и шовной сварки выполняется удовлетворительно, а сплав АК8 — при помощи аргонодуговой сварки. Прочность сварного шва составляет 0,6—0,7 σ_в от прочности основного материала. Сплавы хорошо поддаются обработке резанием.

Сплав АК6 используется для производства сложных штамповок, таких как крыльчатки вентиляторов для компрессоров реактивных двигателей, корпусные агрегатные детали, детали крепления и другие.

Сплав АК8 используется для высоко-нагруженных деталей самолетов, изготовленных ковкой и штамповкой, таких как рамы, фитинги, пояса лонжеронов и другие. Этот сплав также подходит для деталей, работающих при криогенных температурах.

Ковка полуфабрикатов и изделий из сплава АК6 и аналогичных: параметры термомеханической обработки, такие как скорость, степень деформации и температура, оказывают значительное влияние на структуру и свойства металла, его сопротивление деформации и пластические характеристики.

В методах обработки металлов давлением выделяют горячую, неполную горячую и холодную деформации. Во время горячей деформации процессы рекристаллизации завершаются полностью, и металл приобретает стабилизированную структуру без признаков упрочнения.

При недостаточной горячей обработке процессы рекристаллизации протекают неполностью, в результате чего металл имеет как равноосную рекристаллизованную структуру, так и вытянутые зерна нерекристаллизованной структуры. Неполная горячая деформация, происходящая при температурах, немного превышающих температуру рекристаллизации, и высоких скоростях деформации, приводит к увеличению неоднородности деформации, что, в свою очередь, вызывает появление остаточных напряжений в металле и снижение его пластичности. В практике следует избегать такой деформации, так как она приводит к низкому качеству поковок. Этот вид деформации может наблюдаться при обработке некоторых алюминиевых сплавов, у которых низкая скорость рекристаллизации и допускаются высокие скорости деформации. Поэтому такие сплавы, как правило, обрабатываются при низких скоростях.

Особенность подогрева заготовок из алюминиевых сплавов для ковки и штамповки состоит в необходимости тщательного соблюдения заданных температурных режимов. Поэтому нагрев таких заготовок производится исключительно в электронагревательных аппаратах, где можно достичь высокой точности регулирования температуры и сравнительно просто автоматизировать процесс.

Рекомендуемое время подогрева заготовок из алюминиевых сплавов в электропечах сопротивления с принудительной циркуляцией воздуха составляет 1—1,2 минуты на каждый миллиметр диаметра (толщины) для заготовок диаметром до 100 мм и 0,8—1,0 минуты на 1 мм диаметра для заготовок диаметром более 100 мм. При отсутствии принудительной циркуляции воздуха время подогрева следует увеличить на 25—50%.

Помимо нагрева заготовки до верхней границы температурного интервала ковки, необходимо обеспечить выдержку при этой температуре для достижения равномерности. Длительность выдержки для прессованных заготовок из алюминиевых сплавов зависит от их диаметра (толщины) и составляет 0,3—0,4 мин на каждый мм диаметра. Время выдержки отсчитывается с момента, когда температура заготовок достигает значения на 15—20 градусов ниже верхнего температурного интервала. Температурные диапазоны ковки алюминиевых сплавов указаны в таблице.

В производстве кузнечных изделий из легких сплавов индукционный нагрев не получил столь обширного применения, как при прессовании, потому что это производство обычно имеет мелкосерийный и даже индивидуальный характер. Индукционный нагрев требует стабильных размеров заготовок, прежде всего по диаметру, который может колебаться в пределах от 20 до 30 мм для одного индуктора. Тем не менее, при нагреве заготовок для серийных штамповок индукционный нагрев широко используется.

Продолжительность индукционного нагрева зависит от сечения (диаметра) заготовки, мощности индуктора и ограничивается допустимым перепадом температуры заготовки. Для твердых сплавов, таких как Д16, этот перепад составляет 20 градусов; для сплавов типа АК6 — до 40 градусов; для сплавов типа АВ, АМц, АД перепад допускается до 60—80 градусов.

Продолжительность нагрева алюминиевых сплавов внутри индуктора до температуры, необходимой для ковки, представлена в следующей таблице.