Алюминий АК8

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 22 Августа 2024

Содержание:

• Механические свойства сплава АК8
• Технологии обработки и изготовления изделий из сплава АК8
• Сравнение сплава АК8 с другими алюминиевыми сплавами
• Сравнение сплава АК8 с другими алюминиевыми сплавами

Большой закаленный и искусственно состаренный поковка20
150
200
250480
380
300
200380
290
230
11
16
18

Устойчивость алюминия АК8 к коррозии: сплавы АК6 и АК8 обладают высокими технологическими и механическими характеристиками, используемыми для производства поковок и штамповок.

В сплаве АК6 упрочнение обеспечивают фазы Al₂CuMg(S), CuA1₂ (θ) и Mg₂Si. При максимальном содержании магния и минимальном содержании меди в упрочнении задействуются только две фазы: 5 и Mg₂Si. В сплаве АК8 в роли упрочняющих компонентов выступают те же самые три фазы, но основная из них — это фаза θ.

Из-за присутствия в структуре этих сплавов второго электроотрицательного компонента (Mg₂Si), а также применения режимов искусственного старения с температурой, значительно ниже критической температуры растворимости зон ГП (или ГП-Б), полуфабрикаты из сплавов АК6Т1 и АК8Т1 обладают низкими показателями коррозионной стойкости.

Полуфабрикаты из сплава АК6Т1 характеризуются особенно низким сопротивлением к РСК. К примеру, испытания прессованных полуфабрикатов (профилей) из данного сплава с толщиной полки 5 мм, проведенные на атмосферной станции, расположенной на побережье Баренцева моря, показали, что через 2-3 года изделие полностью разрушилось из-за расслаивающей коррозии.

Согласно данным лабораторных испытаний, для этих сплавов уровень расслаивающей коррозии составляет 6-10 баллов. Кроме того, данные сплавы также весьма уязвимы к другому опасному виду коррозии - КР. В среднем, время до разрушения штамповок в состоянии Т1 при испытании методом заданной нагрузки в высотном направлении под напряжением 100 МПа составляет 4-8 суток соответственно для сплавов АК6Т1 и АК8Т1.

Штампованные изделия из сплава АК6Т1 обладают значительно худшими коррозионными характеристиками по сравнению с аналогичными полуфабрикатами из сплава Д16Т. В частности, глубина межкристаллитной коррозии для штамповок толщиной 25-60 мм составляет 0,25-0,6 мм у сплава Д16Т и 0,6 мм у сплава АК6Т1, а сопротивление растрескиванию под коррозионными напряжениями для аналогичных толщин равно 2-7 и 5-8 баллов соответственно. По сопротивлению к стрессовой коррозии эти сплавы почти равны: σ_кр

Полуфабрикаты из сплава АК8Т1 имеют еще более низкое сопротивление к стрессовой коррозии. Например, значение σ_кр для плит в высотном направлении при испытаниях методом заданной нагрузки составляет всего около 15 МПа.

Тем не менее, в процессе испытания двухконсольных образцов с искусственно созданной усталостной трещиной в направлении вдоль продольной оси, отмечено, что пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений при коррозионном растрескивании у сплава АК8Т1 превосходит аналогичный показатель у сплава Д16. Это указывает на то, что сплав АК8Т1 предпочтителен для использования в толстостенных полуфабрикатах, работающих в условиях плоской деформации, в отличие от сплава Д16Т, который больше подходит для тонкостенных изделий, таких как листовые материалы.

После проведения искусственного старения значение K_IКр у сплава Д16Т превышает показатель сплава АК8Т1. Однако при этом значение K_Iс для сплава Д16Т1 существенно понижается. Поэтому конструкции и изделия из этих сплавов необходимо тщательно защищать. Наиболее эффективная защита достигается сочетанием электрохимической защиты и покрытий из лакокрасочных материалов. В этом случае в состав грунта или эмали (когда покрытие наносится без грунта) добавляют 10-60 % цинковой или алюминиевой пудры. Эффективно защищает также и слой цинка толщиной около 50 мкм, нанесенный методом газопламенного напыления. Представлены данные, демонстрирующие влияние различных защитных покрытий на сопротивляемость к коррозионному растрескиванию образцов, вырезанных по радиусу прессованного прутка из сплава АК6. Для образцов без покрытия последовательность разрушения такова, сут: 14, 14, 14, 16, 19, 19, 19, 19, 20, 20 (в среднем 17 сут). Анодированные образцы в растворе H₂SO₄с толщиной анодного слоя 8 мкм разрушились после 12 сут. Для химически никелированных образцов последовательность разрушения следующая, сут: 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 12, 12 (в среднем 8 сут). Лучшие результаты достигнуты при применении таких видов покрытия, как цинкование и хроматирование по

Механические свойства сплава АК8

Сплав АК8, также известный как дюралюминий, обладает рядом уникальных механических свойств, которые делают его востребованным в различных отраслях промышленности.

Ниже приведены ключевые механические свойства сплава АК8:

• Предел прочности на растяжение: около 450-480 МПа. Это свойство определяет максимальное напряжение, которое материал может выдерживать без разрушения.
• Предел текучести: примерно 380-410 МПа. Этот параметр указывает на то напряжение, при котором материал начинает необратимо деформироваться.
• Относительное удлинение при разрыве: обычно около 10-15%. Это свойство характеризует пластичность материала, показывая, насколько он может растянуться перед разрывом.
• Твердость по Бринеллю: около 110-120 HB. Твердость материала важна для его сопротивляемости износу и поверхностным повреждениям.
• Упругость: коэффициент упругости сплава АК8 составляет около 70 ГПа, что делает его достаточно упругим материалом.
• Плотность: около 2.7 г/см³. Это одно из ключевых свойств, которое делает алюминиевые сплавы, включая АК8, востребованными в областях, где важна низкая масса.

Кроме того, сплав АК8 демонстрирует отличные свойства при различных температурах, показывая стабильную производительность как при низких, так и при высоких температурах. Это обеспечивает его использование в экстремальных условиях, таких как авиация или космическая промышленность.

Таким образом, механические свойства сплава АК8 делают его одним из предпочтительных материалов в различных промышленных приложениях, где важны сочетание прочности, легкости и устойчивости к износу.

Технологии обработки и изготовления изделий из сплава АК8

• Литье под давлением. Этот метод позволяет получать изделия сложной формы с высокой точностью и минимальными затратами на последующую механическую обработку. Литье под давлением обеспечивает высокую степень воспроизводимости и плотности структуры сплава, что важно для механических свойств конечных изделий.

• Экструзия. Метод экструзии используется для производства длинномерных изделий, таких как профили, трубки и стержни. В процессе экструзии заготовка пропускается через формирующее отверстие, позволяя получить детали нужной геометрии. Этот метод обеспечивает отличные механические свойства и однородность материала.

• Прокатка. Прокатка применяется для получения листов, лент и фольги. Сплав АК8 хорошо поддается горячей и холодной прокатке, что позволяет получать изделия различной толщины и формы. Прокатка улучшает структуру сплава, повышая его прочностные характеристики.

• Механическая обработка. Для изготовления деталей высокой точности часто применяются методы механической обработки, такие как фрезерование, сверление, токарная обработка и шлифовка. Эти методы позволяют получить изделия с высокими требованиями к точности размеров и качеству поверхности. Сплав АК8 хорошо поддается механической обработке, что делает его удобным для использования в машиностроении и других отраслях.

• Сварка. Сварка сплава АК8 возможна с применением аргонодуговой и контактной сварки. Для достижения качественных сварных соединений требуется строгий контроль параметров процесса и использование соответствующих присадочных материалов. Сварочные технологии позволяют создавать сложные конструкции и узлы из сплава АК8.

• Термическая обработка. Для улучшения механических свойств изделий из сплава АК8 применяется термическая обработка, включающая закалку и старение. Термическая обработка позволяет добиться требуемой твердости, прочности и пластичности материала, что важно для его эксплуатации в ответственных конструкциях.

• Анодирование. Анодное оксидирование выполняется для повышения коррозионной стойкости и улучшения внешнего вида изделий из сплава АК8. Этот процесс образует на поверхности оксидный слой, который защищает металл от агрессивных сред и увеличивает его долговечность.

Таким образом, существует множество технологий обработки сплава АК8, каждая из которых позволяет использовать его преимущества и добиваться необходимых эксплуатационных характеристик в различных изделиях и конструкциях.

Сравнение сплава АК8 с другими алюминиевыми сплавами

Сравнивая АК8 с АМг6, стоит отметить, что последний является алюминиево-магниевым сплавом, который отличается высокой коррозионной стойкостью. АК8, в свою очередь, обладает несколько лучшими механическими характеристиками, что делает его предпочтительным в конструкциях, где важна прочность. Однако АМг6 выигрывает в ситуациях, где изделия подвержены воздействию агрессивной среды.

Д16, широко известный как авиационный алюминий, представляет собой сплав с добавлением меди. Д16 известен своей высокой прочностью и отличной обрабатываемостью, что делает его идеальным для авиационных конструкций. АК8, хотя и имеет хорошие механические свойства, не может полностью конкурировать с Д16 в плане прочности. Тем не менее, сплав АК8 предоставляет хорошую альтернатива Д16 при необходимости комбинирования прочности и легкости в менее критичных приложениях.

Алюминиевый сплав 6061 является одним из самых универсальных и распространенных сплавов на рынке. Он сочетает в себе хорошие механические свойства с отличной коррозионной стойкостью и хорошей обрабатываемостью. В этом плане он может быть сопоставим с АК8, однако сплав 6061 уступает АК8 в некоторых аспектах прочности и термостойкости. АК8 лучше подходит для применения в условиях высоких нагрузок и температур.

Таким образом, сплав АК8 отличается сочетанием хороших механических свойств, достаточной коррозионной стойкости и высокой термостойкости. Эти характеристики делают его привлекательным материалом для применения в тяжелых эксплуатационных условиях, где требуется баланс между качествами различных алюминиевых сплавов. Выбор конкретного сплава, конечно, зависит от специфических требований проекта, но АК8 представляет собой достойный вариант для множества инженерных задач.

Сравнение сплава АК8 с другими алюминиевыми сплавами

Одним из наиболее часто используемых сплавов является сплав Д16. Этот материал, также известный как дюралюминий, содержит повышенный процент меди и имеет высокую прочность и жесткость на разрыв. Однако АК8 превосходит его по коррозионной стойкости, что делает его предпочтительнее для использования в условиях повышенной влажности или агрессивных сред.

Другой распространенный сплав - это АМг6, который отличается высоким содержанием магния. АМг6 обладает отличной свариваемостью и хорошими механическими свойствами, что делает его популярным выбором в авиационно-космической отрасли. Сплав АК8, несмотря на более низкую свариваемость, отличается большей пластичностью, что позволяет использовать его в производстве сложных конструкций.

Сплав АД31 или алюминий-марганцевый сплав также стоит упомянуть в данном контексте. АД31 имеет высокую коррозионную стойкость и отличные электрохимические свойства, что делает его наиболее подходящим для электротехнических изделий. Однако механическая прочность АД31 значительно уступает АК8, что ограничивает его применение в конструктивных элементах, подверженных значительным нагрузкам.

Не менее важное сравнение можно провести со сплавом В95, который отличается высокой прочностью и применяется в тяжелом машиностроении и авиастроении. Хотя В95 обладает выдающимися характеристиками прочности, он намного сложнее в обработке и требует более сложных условий закалки и термической обработки. АК8, напротив, предлагает более простые технологии обработки и термообработки, что упрощает его использование в массовом производстве.

Рассматривая сплавы серии 6000, такие как 6061, можно заметить, что они сочетают в себе хорошую прочность и коррозионную стойкость с отличной обрабатываемостью. Сплав АК8, хотя и уступает в некоторых показателях прочности, предлагает экономичное решение с отличным балансом свойств для широкого спектра применений.

Таким образом, сплав АК8 обладает рядом уникальных характеристик, отличающих его от других алюминиевых сплавов. Его коррозионная стойкость, пластичность и простота обработки делают его оптимальным выбором для применения в различных промышленностях, где требуются надежность и долговечность. Хотя сплавы, такие как Д16 или В95, могут предложить высшую прочность, экономические преимущества и технологические удобства АК8 делают его весьма конкурентоспособным вариантом.