Алюминиевый деформируемый сплав АК4-1: свойства, состав АК4-1. Марочник стали и сплавов

Главная / Марочник сталей и сплавов / Алюминий / Деформируемый сплав / АК4-1

Марка: АК4-1	Класс: Алюминиевый деформируемый сплав
Использование в промышленности: для изготовления деталей реактивных двигателей

Химический состав в % сплава АК4-1
Fe	0,8 - 1,3
Si	до 0,35
Mn	до 0,2
Ni	0,8 - 1,3
Ti	0,02 - 0,1
Al	92,05 - 96,08
Cu	1,9 - 2,5
Mg	1,4 - 1,8
Zn	до 0,3

Свойства и полезная информация:

Удельный вес:2800 кг/м³
Твердость материала:HB 10^-1=" 109 - "117 МПа
Термообработка:листы плакированные- закалка при 525-535 °С, старение при 185-195 °С9-12 часов;плиты горячекатанные- закалка при 525-535°С, старение при 190-200°С 7-9 часов;штамповки, поковки- закалка при 525-535°С, старение при 185-195°С 8-12 часов (для уменьшения коробления закалку деталей сложной формы можно проводить в кипящей воде)

Механические свойства сплава АК4-1 при Т="20^oС
Прокат	Толщина или диаметр, мм	E, ГПа	G, ГПа	σ_-1, ГПа	σ_в, (МПа)	σ_0,2", (МПа)	δ₅, (%)	ψ, %	σ_сж, МПа	KCU, (кДж/м²)	KCV, (кДж/м²)
Лист плакированный закаленный и искусственно состаренный	0,5-0,8	72			380	310	6			0,2
Профиль закаленный и искусственно состаренный	свыше 10				400	330	8
Штамповка закаленная и искусственно состаренная	до 100 кг				380	280	6

Физические свойства сплава АК4-1
T(Град)	E 10^{- 5}(МПа)	a10⁶(1/Град)	l(Вт/(м·град))	r(кг/м³)	C(Дж/(кг·град))	R 10⁹(Ом·м)
20	0.72			2800		55
100		20.8	146		797

Характеристика алюминия АК4-1:жаропрочные сплавы типа АК4-1 системы А1—Сu— Mg—Fe—Ni по химическому и фазовому составам весьма близки к дуралюминам, но вместо марганца в качестве легирующих элементов содержат железо и никель.

Сплавы хорошо деформируются в горячем состоянии; коррозионная стойкость удовлетворительная. Для защиты от коррозии детали подвергаются анодированию, оксидированию и покрываются лакокрасочными материалами.

Сплавы удовлетворительно соединяются точечной и шовной сваркой, хорошо обрабатываются резанием.

Сплавы отличаются высокой износостойкостью (низкий коэффициент трения).

Сплав АК4-1 используется для изготовления деталей реактивных двигателей (крыльчатые насосы, колеса, компрессоры, заборники, диски, лопатки).

Производство и отделка листового проката из сплава АК4-1(и подобных):закаленные листы толщиной 0,8—4 мм изготавливают из сплавов АВ, Д1, Д16, В92, В95, АК4-1.

Прорезанные на линии резки в меру с припусками по длине листы проходят закалку в селитряных ваннах или в агрегате полистной закалки.

В случае проведения закалки в селитряных ваннах листы тщательно промывают, протирают (для полного удаления следов селитры) и направляют на линию отделки. Агрегат полистной закалки установлен непосредственно в начале линии отделки листового проката АК4-1, в которую входят следующие агрегаты:

Перекладывающее устройство. Наибольшая масса листа 200 кг. Количество присосок у устройства 56 шт., скорость подъема 0,26 м/сек. Наибольший ход подъемной рамы 1360 мм, скорость передвижения листа 0,76 м/сек. Мощность электродвигателя механизма подъема 11 квт, механизма передвижения 5 квт.

Транспортер размерами 5,5x2,6 м. Наименьшая ширина между проводками 1200 мм. Диаметр барабана 320 мм, скорость движения ленты 0,5—1,0 м/сек. Двигатель типа МП-22 мощностью 4,5 квт.

Агрегат полистной закалки.

Сушильная машина с тянущими роликами. Скорость движения листа 6—18 м/мин, температура сушки 70° С, наибольшее тянущее усилие 300 кГ.

Семнадцатироликовая правильная машина. Шаг правильных роликов 100 мм, диаметр роликов 90 мм. Мощность двигателя машины 55 квт.

Прогладочный стан дуо900х2800 мм. Максимальные габариты прокатываемого листа 4X2500X X10 000 мм, максимальная масса 200 кг, скорость прокатки 1 м/сек, диаметр валков 900 мм. Перевалка валков осуществляется комплектно перевалочной тележкой. Скорость подачи нажимных винтов 0,1 м/сек, диаметр нажимных винтов 360 мм, мощность главного двигателя 260 кет.

Передающее устройство. Скорость движения листа 0,5—1,0 м/сек, наибольшая масса листа 200 кг, диаметр ролика рольганга 220 мм, подъем рольганга 600 мм.

Правильно-растяжная машина. Усилие растяжения 350 Т, наибольший рабочий ход 250 мм, скорость рабочего хода 3 см/сек, скорость обратного хода 20 см/сек, усилие предварительного зажима листа губками 7000 кГ, ход задней головки 40 мм/сек, время захвата листа губками до 4 сек, время разжима до 2 сек.

Сдвоенные ножницы Мощность электродвигателя ножниц 7 кет, диаметр подающих роликов 250 мм.

Рольганг длиной 7,0 м. Скорость движения листа 0,5—1,0 м/сек, длина бочки ролика 2500 мм, число оборотов ролика в минуту 44—88, число роликов 15 шт., шаг роликов 500 мм, мощность электродвигателя 2,5 квт.

Первая контрольная плита.

Кантователь. Наибольшая масса листа 200 кг, поворот кантователя 180 град., время поворота на 180 град. 4,5 сек, мощность двигателя 4,5 квт.

Вторая контрольная плита.

Маркировочная машина. Скорость движения листа 1,0—0,5 м/сек, мощность двигателя 2,5 кет, давление воздуха для распыления краски 1,5—2,0 атм, краска быстросохнущая марки МК-3.

Промасливающая машина. Скорость промасливания 1 м/сек, длина бочки роликов 2800 мм, диаметр бочки роликов 220 мм, количество роликов 4 шт., температура промасливающей смеси 50—60° С.

Упаковщик Л-7. Общее время на приемку и укладку листа 30 сек-, производительность 120 листов в час. Наибольшая высота пакета листов 700 мм; наибольшая масса пакета 10 т. Диаметр подающих роликов 250 мм, окружная скорость подающих роликов 1 м/сек. Наибольший диаметр рулонов бумаги 650 мм. Диаметр роликов рольгангов 350 мм, длина рольганга 8400 мм; окружная скорость роликов рольганга 1 м/сек. Шаг линеек в секции 350 мм, число линеек в секции 7, число секций в листоукладчике 6, угол наклона линеек к горизонту 5—7 град. Общая мощность всех двигателей — 80 квт.

При отделке закаленных листов на линии поточного типа предусматриваются следующие операции: раскладка листов из стопы; закалка на полистном агрегате; сушка листов; предварительная правка листов на семнадцатироликовой машине; прогладка листов на прогладочном стане дуо 900; правка листов растяжением; обрезка в меру и отбор образцов для механических испытаний; контроль поверхности и геометрии листов; маркировка, промасливание, упаковка листов.

Раскладку листов производят специальным раскладчиком с пневмоприсосками, которые желательно изготавливать из светлой вакуумной резины, не оставляющей следов на поверхности листов.

Закалку листов проводят в агрегате полистной закалки.

Сушку листов осуществляют в сушильной машине, состоящей из воздуходувки и рольганга с роликами, на которых лист обдувается теплым воздухом с температурой 40—60° С.

Правка листов

Правят лист на семнадцатироликовой правильной машине с целью уменьшения коробления после закалки. Правку листов, так же как и последующую прогладку, необходимо выполнять не позднее 30 мин после закалки, т. е. в свежезакаленном состоянии.

Прогладка листов

Проглаживают листы на реверсивных прогладочных станах дуо с целью снятия полного коробления и волнистости по краям листа, а также для получения гладкой блестящей поверхности. При прогладке дают 3—7 проходов с суммарным обжатием 0,5— 1,0%. Валки прогладочных станов дуо изготавливают из стали 9X2 (с твердостью 95—100 ед. по Шору). Диаметр валков делают большим (900 мм) для обеспечения проскальзывания листов при малых обжатиях, что способствует появлению глянца.

Валки устанавливают на стан после шлифовки и полировки до чистоты поверхности выше 12-го класса. Только при такой обработке достигается блестящая поверхность листа. Задачу и отвод листов из стана осуществляют при помощи ременных транспортеров. Ремни транспортеров должны быть изготовлены из синтетического материала (капрон), не портящего внешний вид листа.

Нагартовывают листы на этих же станах. Предварительно их правят в свежезакаленном состоянии, а затем естественно старят. Нагартовку осуществляют в 10—20 проходов. Общее обжатие при нагартовке достигает 5%.

Правка растяжением

Эту операцию проводят на гидравлических растяжных машинах с целью полного устранения волнистости. Удлинение листа при растяжке составляет 2—3%. Задача и отвод листов осуществляются ленточными транспортерами. Все операции по зажиму листов губками машины и возврату зажимной головки в исходное положение механизированы.

Обрезку листов в меру проводят на сдвоенных гильотинных ножницах, которые одновременно обрезают концы листов, поврежденные губками растяжной машины. Здесь же производят отбор образцов для механических испытаний. Образцы для испытания на растяжение вырезают из контрольного листа поперек направления прокатки. Механические свойства листов должны соответствовать ГОСТ 12592—67.

Контроль поверхности и геометрии листов проводят на контрольных плитах. На первой плите осматривают лицевую сторону листа, т. е. проверяют состояние поверхности, выкатку и геометрию листа. Затем лист кантуют специальным кантователем на 180 град., и на контрольной плите контролируют другую сторону листа. Качество поверхности листов, геометрия и выкатка должны соответствовать ГОСТ 12592—67. Отставание листа от плоскости по всей поверхности листа не должно превышать 14—25 мм, по коротким сторонам 20—50 мм в зависимости от габаритов.

Маркировка, упаковка, транспортировка

На одном из углов принятых листов на расстоянии не более 25 мм от кромки по ширине листа должны быть выбиты: марка алюминиевого сплава, плакировка, состояние поставки, номер партии.

По требованию потребителя на одной стороне поверхности принятых листов маркировочной машиной наносится быстросохнущей краской строчечная маркировка с указанием марки сплава и плакировки с интервалами между строчками не более 250 мм.

Промасливание листов, покрытие бумагой и упаковку проводят на агрегате, состоящем из промасливающей машины, машины для покрытия листов бумагой и реечного листоукладчика, укладывающего листы в деревянные ящики или стопы. Все операции на этом агрегате механизированы и автоматизированы.

Листы смазывают смазкой К-15 или К-17 или смесью технического вазелина и индустриального масла. Листы, смазанные смазками К-15 или К-17, перекладывают сухой бумагой, а листы, смазанные смесью технического вазелина и индустриального масла, — промасленной бумагой. Всю пачку листов заворачивают в пакет, состоящий из двух слоев промасленной бумаги и одного слоя упаковочной водонепроницаемой бумаги. Пакет с листами укладывают в сплошные деревянные или фанерные ящики. Допускается упаковка листов в специальные контейнеры с металлическими или деревянными брусьями при транспортировании на расстояние до 4000 км. В этом случае смазанные листы бумагой можно не перекладывать.

Для промасливания бумаги применяют смесь из технического вазелина и индустриального масла. Для предохранения листов от потертости можно оклеить их с одной стороны липкой бумагой, при этом консервацию и перекладку листов промасленной бумагой не производят. Липкую бумагу изготавливают нанесением полизобутиленового пли резинового клея на бумагу: телефонную марки КТН или кабельную изоляционно-намоточную.

Пачки упакованной продукции состоят из листов одинаковых размеров и одного состояния поставки. Масса упакованного ящика не более 500 кг для листов длиной до 4000 мм и не более 800 кг для листов более 4000 мм. Масса контейнера не более 10 000 кг и высота стопы не более 0,5 м.

Упакованные листы по железной дороге транспортируют в крытых вагонах или полувагонах с временной крышей. При транспортировке на автотранспорте ящики покрывают брезентом для предохранения от атмосферных осадков. На торце каждого ящика или на специальной бирке, прибиваемой к ящику, наносят несмываемой краской наименование изделия, марку сплава, состояние поставки и размер листов, массу упакованного ящика, номер партии, количество листов. На ящиках или бирках наносят надпись «Боится сырости». Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием: марки сплава, плакировки, состояния поставки, размеров листов, номера партии, количества листов, массы партии (нетто), результатов проверок и контрольных испытаний, номера стандарта, по которому поставляются листы, и даты отгрузки.

Краткие обозначения:

σ_в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	- предел упругости, МПа	J_к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	- предел текучести условный, МПа	σ_изг	- 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
σ_сж0,05 и σ_сж	- 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
s_в	- 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
s_T	- 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 20^o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	p_n и r	- плотность кг/м³
HRC_э	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20^o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σ^t_Т	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке АК4-1, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки АК4-1 могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо

Другие марки стали этой категории: