Высокоресурсные алюминиевые сплавы

- 1163 – среднепрочный ресурсный сплав серии дуралюмин (σ_в=420–460 МПа) с высоким уровнем характеристик трещиностойкости (K_с^у>133 МПа/м^1/2) и выносливости. Это базовый материал для обшивок фюзеляжа, низа крыла и стрингерного набора. Сплав применяется, прежде всего, в естественно состаренном состоянии (режим Т) и после термомеханической обработки (режим Т7).

Характеристики выносливости, вязкости разрушения и пластичности обшивочных листов из сплава 1163 позволило улучшить применение твердой плакировки из сплава АД35 в сочетании с повышенной чистотой по примесям (Fe и Si).

- 1420-ТГ1 (ТВ1) – самый легкий (ρ=2,47 г/см³) коррозионностойкий высокомодульный (Е=78 ГПа) свариваемый сплав на базе системы Al–Mg–Li; применяется в виде штамповок (σ_в=420 МПа, σ_0,2=270 МПа, δ=9%); предназначен для использования в конструкции самолетов (сварные герметичные отсеки, окантовки иллюминаторов, люки и лючки, компоненты кабины и др.) и корпусах ракет. Применение сплава позволяет снизить массу клепаной конструкции до 12%, сварной – до 24%. Применен в конструкции самолетов Як-36, Як-38, МиГ-29М, Су-27, Як-42, Ту-204.

- 1424-ТГ1 – среднепрочный (σ_в=430–460 МПа) свариваемый коррозионностойкий сплав (улучшенная модификация сплава 1420) пониженной плотности (ρ=2,54 г/см²), термически стабильный, с повышенными характеристиками трещиностойкости и малоцикловой усталости для сварных и клепаных конструкций авиакосмической техники. Листы из сплава 1424-БТ обладают эффектом сверхпластичности: δ=500–800%. Сплав отличается повышенной технологичностью при сварке различными методами: сварка трением с перемешиванием, аргонодуговая, электронолучевая сварка тонких плит, прессованных профилей и панелей.

- В-1461-Т1 – высокопрочный (σ_в=540–560 МПа) коррозионностойкий свариваемый сплав системы Al–Cu–Li–Mg–Zn пониженной плотности (ρ=2,63 г/см³) с повышенными характеристиками вязкости разрушения: на плитах толщиной 40–80 мм – K_1c?46 МПа?м, с температурой эксплуатации до 150°С. Освоены производство листов холодной рулонной прокаткой (толщиной от 0,8 мм), плит, прессованных профилей и панелей; технологии сварки ААрДЭС, ЭЛС, ЛС, СТП. Рекомендуется для элементов обшивки и силового набора планера.

Сплавы этой системы и многоступенчатые режимы термомеханической обработки перспективны для создания высокопрочных (?_в?550 МПа) алюминийлитиевых сплавов с высокой вязкостью разрушения.

- В-1469-Т1 – сплав пониженной плотности (ρ=2,67 г/см³) системы Al–Cu–Li–Mg с добавками Sc и Ag. Сплав высокопрочный и высокомодульный (σ_в=580–600 МПа, σ_0,2=540–560 МПа, δ=8%, Е=78–80 ГПа) коррозионностойкий (σ_кр=400 МПа), свариваемый (σ_в.св/σ_в>0,7). Технологичен при литье и обработке давлением, что позволяет получать из него все виды полуфабрикатов, в том числе листы холодной рулонной прокаткой. Освоено промышленное производство листов толщиной 0,8–3,0 мм, плит толщиной 25–80 мм, прессованных профилей различного сечения. Рекомендуется для элементов планера, работающих на сжатие длительно во всеклиматических условиях до температур 150°С (лонжероны, балки и другие детали фюзеляжа).

Тонкие листы толщиной 0,3–0,4 мм из сплавов В-1469 и 1441 перспективны для создания высокопрочных слоистых металлополимерных материалов.

- 441-Т1 – среднепрочный высокоресурсный сплав системы системы Al–Li–Mg–Cu (σ_в=410 МПа, ρ=2,59 г/см³). Технологичен при обработке давлением, что позволяет получать из него холодной рулонной прокаткой плакированные и неплакированные листы толщиной до 0,3 мм. Освоено производство листов, плит, прессованных профилей и панелей. Рекомендуется для обшивки фюзеляжа и внутреннего силового набора. Применен в качестве обшивочных листов для самолетов Бе-200, Бе-103 (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - Самолет Бе-200

Свариваемые коррозионностойкие высокотехнологичные

Алюминиевые сплавы

- АМг2, АМг3, АМг6 – термически не упрочняемые сплавы (магналии) для ракет и деталей внутреннего набора самолетов, прочность сварных соединений составляет 0,9–0,95 от прочности основного материала. Сплавы, легированные скандием, имеют повышенную прочность (σ_в=370 МПа, σ_0,2=295 МПа) и обладают эффектом сверхпластичности (δ=500–1000%).

- АБМ2 – среднепрочный алюминиевый сплав повышенной жесткости и пониженной плотности (основа – сплав типа АМг6, содержащий 20% бериллия). Технологичен при обработке давлением. Рекомендуется к применению в элементах конструкций, где определяющими критериями являются высокие жесткость и удельная прочность.

- АБМ3 – высокомодульный сплав пониженной плотности (основа – сплав типа АМг6, содержащий 70% бериллия). Из всех алюминийсодержащих сплавов АБМ3 обладает наивысшей удельной жесткостью (Е/ρ=10200 км (усл. ед.) и удельной прочностью (σ_в/ρ=27 км (усл. ед.)). Рекомендуется для элементов конструкций, в которых определяющими критериями являются высокие жесткость и удельная прочность при температурах до 250°С.

- АБМ4– свариваемый высокопрочный алюминиевый сплав повышенной жесткости и пониженной плотности (основа – сплав типа АМг6, содержащий до 45% бериллия). Сплав обладает удовлетворительной свариваемостью (σ_в.св/σ_в= 0,7–0,8) и рекомендуется для элементов конструкций, в которых определяющими критериями являются высокие жесткость и удельная прочность при температурах до 250°С.

- ВАБ-1 – среднепрочный сплав системы Аl–Li–Be повышенной жесткости (содержащий до 2,8% бериллия). Технологичен при обработке давлением, применяется плакированный алюминием. Освоено производство прутков, полос, прессованных профилей, листов. Рекомендуется для деталей внутрикорпусного силового набора.

- 1370-Т1 – среднепрочный технологичный сплав системы Al–Mg–Si (σ_в=400–420 МПа, σ_0,2=360–390 МПа), обладает высокими прочностными характеристиками при температурах до 175°С (σ₅₀₀^150° =290 МПа, σ₂₅^175°=295 МПа); применяется в виде листов толщиной 0,6–1,2 мм в самолете Ан-148 (обшивка и гофры носовой части стабилизатора, гофры предкрылков и отклоняемого носка крыла), характеризуется высокой технологической пластичностью при холодной деформации. В виде листов и плит используется при изготовлении сварных герметичных корпусов для космических аппаратов.

- 1913-Т11 (В91ч.) – листы из сплава в состоянии Т11 имеют повышенные характеристики прочности (σ_в=460 МПа, σ_0,2=405 МПа) при сохранении высокой коррозионной стойкости, соответствующей состоянию Т3. Сплав обладает хорошей свариваемостью (σ_в.св/σ_в=0,8) и рекомендуется для применения в коррозионноопасных зонах сварных и клепаных конструкций, в том числе для обшивки и внутреннего набора фюзеляжа гидросамолетов, экранопланов, дирижаблей и в нагруженных строительных конструкциях.

- В-1341-Т1 – среднепрочный (σ_в=330 МПа, σ_0,2=260 МПа, δ=10%) высокотехнологичный сплав системы Al–Mg–Si с рабочей температурой до 175°С для изготовления деталей холодной листовой штамповкой, хорошо сваривается всеми видами сварки (σ_в.св/σ_в=0,9–0,95). Содержит модифицирующую добавку кальция, которая снижает склонность к образованию горячих трещин при литье и сварке плавлением, задерживает процессы рекристаллизации, способствует формированию регламентированной мелкозернистой структуры (размер зерна – менее 80 мкм), благоприятной для получения деталей холодной деформацией с большими степенями вытяжки. Применен в конструкции самолета SSJ-100 – детали внутреннего набора, перегородки, крепежные узлы, трубопроводы системы жизнеобеспечения и т. д.