Амг6 предел прочности на растяжение

Амг6 предел прочности на растяжение thumbnail
Марка: АМг6 Класс: Алюминиевый деформируемый сплав
Использование в промышленности: для изготовления полуфабрикатов методом горячей или холодной деформации, а также слитков и слябов; биметаллических листов
Химический состав в % сплава АМг6
Feдо 0,4Диаграмма химического состава сплава АМг6
Siдо 0,4
Mn0,5 — 0,8
Ti0,02 — 0,1
Al91,1 — 93,68
Cuдо 0,1
Be0,0002 — 0,005
Mg5,8 — 6,8
Znдо 0,2

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
АМг6 труба, лента, проволока, лист, круг АМг6

Свойства и полезная информация:

Удельный вес: 2640 кг/м3
Твердость материала: HB 10 -1 = 65 МПа

Механические свойства сплава АМг6 при Т=20oС
ПрокатТолщина или
диаметр, мм
E, ГПа G, ГПа σ-1, ГПа σв, (МПа) σ0,2, (МПа) δ5, (%) ψ, % σсж, МПа KCU, (кДж/м2) KCV, (кДж/м2)
 Лист плакированный отожженный 2 712710034017020  180  
Лист плакированный нагартованный 20%2   4003009 320  
Лист плакированный нагартованный 30%2   42032010 330  
 Плита нагартованная 16% 307127  400 310 7  320 0,20,09
Профиль горячекатаный отожженный6   34517020,5 1700,20,17
Профиль горячекатаный без термообработки6   35519019,5 190  
Поковка отожженнаядо 2500 кг   30015014    
Механические свойства сплава АМг6 при высоких температурах
ПрокатT испытания σв, (МПа) σ0,2, (МПа) δ5, (%) ψ, %
 Лист отожженный 2 мм20
100
200
300
 350
320
195
130
 165
160
135
60
22
34
45
55
 
Лист нагартованный 2 мм20
100
200
385
335
250
290
285
185
11
15
25
 
Профиль (все размеры) отожженный и без термической обработки20
100
200
250
350
310
200
170
180
160
140
120
18
20
30
35
 
Механические свойства сплава АМг6 при низких температурах
ПрокатT испытания σв, (МПа) σ0,2, (МПа) δ5, (%) ψ, %
 Лист отожженный 2,5 мм20
-196
365
470
160
185
 22
24
 
Плита 30 мм нагартованная 18% в продольном направлении20
-196
395
505
345
380
10
22
22
32,5
Плита 30 мм полунагартованная20
-196
405
515
330
350
9,5
16,5
14,5
16
Плита 30 мм с повышенным качеством выкатки20
-196
315
360
280
325
3,5
1,5
5
2
Профиль отожженный и без термической обработки (все размеры)20
-70
-196
350
360
510
180
 
 
18
22
31
 
Физические свойства сплава АМг6
T (Град) E 10- 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м3) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 0.71  2640 67.3
100  24.7122 922 

Коррозионные свойства алюминия АМг6.

Получение алюминиевого сплава АМг6: для выплавки алюминия АМг6 подготавливают шихту и затем производят ее плавку. Загрузка шихтовых материалов в печь при приготовлении деформируемых алюминиевых сплавов должна производиться в соответствии с общими правилами и учетом наименьших потерь металла при плавке в виде угара и минимального загрязнения сплава неметаллическими включениями. Наиболее рациональным в этом отношении является следующий порядок загрузки шихты. Сначала в печь загружают чушковый первичный алюминий, потом бракованные слитки, затем отходы первого сорта и рафинированный переплав, затем лигатуры. Медь может быть введена в расплав как в виде алюминиевомедной лигатуры, так и в виде электролитической меди и отходов.

Температура расплава перед введением меди должна быть в пределах 710—750° С. Легкоокисляющиеся металлы (магний, цинк) вводятся в расплав в чистом виде после полного расплавления всей шихты при температуре расплава 660—720° С.

Магний вводят в расплав с помощью колокольчика (дырчатой коробки), а цинк — погружают в расплав ложкой.

Перед введением легкоокисляющих металлов расплав очищают от шлака.

Для обеспечения более равномерного распределения легирующих компонентов после введения каждого из них расплав тщательно перемешивают.

В случае приготовления мягких сплавов (АВ, АМц) рекомендуется загружать и плавить составляющие шихты одновременно.

Технология приготовления деформируемых алюминиевых сплавов, содержащих более 5% Mg, имеет некоторые особенности вследствие повышенной их окисляемости в жидком состоянии.

Алюминиевомагниевые сплавы с высоким содержанием магния обладают повышенной склонностью к образованию горячих трещин в слитках непрерывного литья. Это объясняется малой прочностью сплавов при высоких температурах и формированием на поверхности слитка непрочной и рыхлой окисной пленки магния. Так, по мнению В. А. Ливанова, микротрещины, которые возникают на поверхности, становятся местами концентрации напряжений и при недостаточно равномерном охлаждении вызывают появление горячих трещин. На горячеломкость алюминиевомагниевых сплавов (АМг5В и АМг6) большое влияние оказывает содержание основных компонентов и примесей.

Исследованиями установлено, что для снижения горячеломкости сплавов АМг5В и АМг6 необходимо:

1) поддерживать отношение содержания железа и кремния выше 1,5;

2) выдерживать содержание марганца в сплаве 0,50—0,55%;

3) производить подшихтовку бериллием в количестве 0,0001 — 0,0002%.

Присадка бериллия не только снижает склонность сплава к горячеломкости, но и обеспечивает серебристый цвет поверхности слитка.

Для получения слитков без грубых скоплений интерметаллических соединений содержание титана и ванадия в сплавах АМг5В и АМг6 должно быть по 0,02—0,05% каждого.

Таким образом, при расчете и составлении шихты для алюминиевомагниевых сплавов должны быть учтены изложенные выше особенности.

Плавка алюминиевых сплавов с высоким содержанием магния должна проводиться по возможности в печах, исключающих контакт печных газов с расплавом, с применением защитных флюсов.

Читайте также:  Растяжение мышц поясницы у мужчин

После расплавления всех составляющих шихты расплав тщательно перемешивают, снимают шлак с поверхности расплава и отбирают жидкий металл для образцов на экспресс-анализ. Отбор проб рекомендуется производить при температуре 710— 740° С из средней зоны по глубине ванны расплава.

В случае положительных результатов экспресс-анализа расплав подвергают рафинированию.

Из сплава АМг6 выпускается много видов проката, один из самых высокотехнологичных это биметалические листы.

Производство биметалла: алюминиевый сплав — сталь Х18Н10Т. Для соединения разнородных металлов, которые не поддаются сварке плавлением, широко используют метод биметаллических проставок; в этом случае сварку плавлением производят между однородными металлами, а роль соединительного шва разнородных металлов выполняет многослойный металл, который в настоящее время получил название конструкционного материала. Основное его отличие состоит в том, что толщина покрытия должна быть равной или несколько больше основного слоя. В качестве такого материала хорошо зарекомендовал себя биметалл сплав АМг6-сталь Х18Н10Т

Большая толщина алюминиевого покрытия обусловливается как конструкцией, так и необходимостью интенсивного отвода тепла при сварке с границы соединения, чтобы предотвратить прохождение диффузионных процессов, вызывающих охрупчивание переходного слоя.

В настоящее время разработана технология прокатки биметаллических листов стали с алюминиевыми сплавами, обеспечивающая равное соотношение слоев и высокую стабильность свойств.

При теплой прокатке стали Х18Н10Т пластические характеристики при одних и тех же обжатиях практически в 2 раза выше, чем при холодной прокатке. В отличие от малоуглеродистой стали, у стали Х18Н10Т провалы пластичности в температурном интервале 200-400° С отсутствуют.

Поэтому совместную прокатку нержавеющей стали с алюминиевыми сплавами целесообразно проводить при повышенных температурах.

В работе описан метод асимметричной прокатки конструкционного биметалла сталь—алюминиевые сплавы, который предусматривает однопроходную схему с обжатием алюминиевого сплава до 80%. При такой прокатке происходит в основном пластическая деформация алюминиевого сплава. Сталь при этом не деформируется.

Несмотря на преимущества этого метода (сталь остается недеформированной), ширина листа ограничена силовыми возможностями оборудования и обычно не превышает 250—300 мм.

Более благоприятна схема получения таких листов прокаткой симметричным пакетом, поскольку она исключает изгиб полосы в процессе деформации.

Симметричный пакет представляет собой комбинацию четырех листов, сложенных в следующей последовательности: АМг6-Х18Н10Т-Х18Н10Т-АМг6. Листы сплава АМг6 имеют припуск до 30 мм по отношению к стальным листам, что позволяет крепить пакет и исключает попадание смазки в процессе прокатки на границу соединения слоев.

Стальные листы сваривают по торцам (со стороны задачи и выхода пакета из валков). Прокатка симметричных пакетов (толщина стального слоя в пакете 10 мм) с соотношением слоев АМг6 и стали 1,5 : 1 при температуре 370-390° С, с суммарным обжатием 55—60% и с обжатием за проход от 10 до 30% показала, что увеличение частного обжатия до 30% приводит к гофрам, надрывам и полному разрушению стального слоя.

В процессе совместной прокатки в сплаве АМг6 возникают сжимающие напряжения, в то время как в стальном слое — растягивающие, в результате которых может разрушиться стальной слой (см. рисунок).

Амг6 предел прочности на растяжение

Температура нагрева пакетов ограничивается интервалом 370—390° С, иначе в средней части  биметаллического пакетанаблюдается большой перепад температуры по ширине, достигающий 40—50 град.

Несмотря на то что к этому времени образуются прочные металлические связи, высокие дополнительные напряжения, возникающие в листе АМг6 вследствие неравномерной деформации, вызывают отрыв слоя АМг6 от стали и образуют складки и пузыри.

Использование для смазки охлаждения эмульсии создает более равномерное распределение температуры по всей площади пакета, в результате складки и пузыри не образуются.

Исследования показали, что при прокатке биметалла алюминиевый сплав — сталь Х18Н10Т в симметричных пакетах окисная пленка легко разрушается при небольших обжатиях. Возникающие средние удельные давления 35—60 кГ/мм2 вполне достаточны для образования металлических связей.

Появившиеся мостики сцепления развиваются в процессе дальнейшей деформации, так как средние рабочие напряжения в последующих проходах велики, а относительная площадь, занимаемая окисными пленками, значительно уменьшается с увеличением степени деформации.

Поэтому наблюдается повышение прочности сцепления слоев с увеличением суммарной степени деформации.

Увеличение прочности сцепления слоев имеет свой максимум, который обусловливается прочностными свойствами более мягкого металла — алюминия.

Рациональное распределение обжатий при достаточно развитых металлических связях оказывает влияние на качество поверхности стали. Особое значение это имеет при наклепе стали, когда пластические свойства ее резко снижаются. В результате действия растягивающих напряжений на стали появляется волнистость. Это очень заметно на листах, имеющих более толстое покрытие сплава АМг6, так как неравномерность деформации в данном случае несколько выше.

Обычно в процессе многочисленных опытов подбирают оптимальные обжатия для каждого прохода при соответствующей суммарной деформации, позволяющие получать относительно ровную поверхность под плакирующим слоем сплава АМг6. Например, при суммарном обжатии в 50% количество проходов достигает 15—26 и частное обжатие в последних проходах составляет не более 2%. С увеличением толщины покрытия алюминиевого сплава при одном и том же суммарном обжатии количество проходов значительно увеличивается. Средние удельные давления, возникающие при выбранных режимах, позволяют вести прокатку листов шириной до 1400 мм и более на существующем оборудовании.

Краткие обозначения:
σв— временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа ε— относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05— предел упругости, МПа — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2— предел текучести условный, МПа σизг— 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
σсж0,05 и σсж— 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
— 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
sT— 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 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
HV— твердость по Виккерсу  pn и r— плотность кг/м3
HRCэ— твердость по Роквеллу, шкала С а— коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ), 1/°С
HRB— твердость по Роквеллу, шкала В σtТ— предел длительной прочности, МПа
HSD— твердость по Шору G— модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
Читайте также:  Растяжение мышцы на шее мазь

Источник

Цветной металлопрокат - Полиасмет

Магналии — сплавы алюминия с магнием. АМг6 и АМГ5 — это магналии высокой пластичности и средней прочности, они обладают хорошей коррозионной стойкостью, хорошо обрабатываются резаньем и давлением. В отличии от АМГ2 и АМГ3 стойкость к коррозии у них ниже, а прочность и обработка на станке лучше, благодаря чему круглые прутки из этих сплавов имеют широкое распространение.

Химический состав АМГ5 и АМГ6

По химии, как и следует из маркировки, разница в 1% магния, что, однако, как увидим ниже приводит к разнице в областях применения.

Химический состав АМг5 по ГОСТ 4784-97

FeSiMnTiAlCuBeMgZnПримесей
до 0.5до 0.50.3 — 0.80.02 — 0.191.9 — 94.68до 0.10.0002 — 0.0054.8 — 5.8до 0.2прочие, каждая 0.05; всего 0.1
Химический состав АМг6 по ГОСТ 4784-97

FeSiMnTiAlCuBeMgZnПримесей
до 0.4до 0.40.5 — 0.80.02 — 0.191.1 — 93.68до 0.10.0002 — 0.0055.8 — 6.8до 0.2прочие, каждая 0.05; всего 0.1

 Свойства АМГ5 и АМГ6

В общем, для сплавов алюминий-магний действует следующее правило — больше магния — выше твердость и прочность, но падает коррозионная стойкость, тепло- и этектропроводность, улучшается обработка резанием на токарных и фрезерных станках, но усложняется обработка давлением, требующая дополнительного отжига из-за перехода в нагарованное состояние.

Рассмотрим и сравним механические св-ва этих сплавов. Твердость АМГ6 и АМГ5 в не термообработанном состоянии одинакова и составляет —  HB 10 -1  65 МПа. 

Механические свойства АМг6 при Т=20o

СортаментПредел кратковременной прочности sвпредел текучести для остаточной деформации sTОтносительное удлинение при разрыве d5
МПаМПа%
Трубы, ГОСТ 18482-7931514515
Пруток, ГОСТ 21488-97285-315120-15515
Лента нагартован., ГОСТ 13726-973752756
Лента отожжен., ГОСТ 13726-97305-315145-15515
Профили, ГОСТ 8617-8131415715
Плита, ГОСТ 17232-99275-305130-1454-11
Механические свойства АМг5 при Т=20o

СортаментПредел кратковременной прочности sв

Предел пропорциональности

предел текучести для остаточной деформации sT

Относительное удлинение при разрыве d5
МПаМПа%
Трубы, ГОСТ 18482-7925511015
Пруток, ГОСТ 21488-97245-265110-12010-15
Лента, ГОСТ 13726-9727513012-15
Профили, ГОСТ 8617-8125512715
Плита, ГОСТ 17232-99255-265110-12012-13

Рассмотрим физические свойства этих сплавов в сравнении.

Физические свойства АМг6

TМодуль упругости первого рода E 10- 5Коэффициент температурного (линейного) расширения a 10 6Коэффициент теплопроводности (теплоемкость МГ6) lПлотность АМГ6 rУдельная теплоемкость АМГ6 CУдельное электросопротивление АМГ6 R 10 9
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
200.71  2640 67.3
100 24.7122 922 
Физические свойства АМг6

TМодуль упругости первого рода E 10- 5   Коэффициент температурного (линейного) расширения a 10 6Коэффициент теплопроводности АМГ5 lПлотность АМГ5 rУдельная теплоемкость АМГ5 CУдельное электросопротивление АМГ5 R 10 9
ГрадМПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
200.71  2650 64
100  126 922 

Отжиг магналиев АМГ5, АМГ6Полуфабрикаты из сплавов АМГ5 и АМГ6 подвергаются отжигу для снятия нагартовки и перевода их в мягкое состояние. Отжиг магналиев проходит при температуре 310-335С в течение 1-2 ч с последующим охлаждением на воздухе. Для сплава АМг6 при охлаждении после отжига необходимо делать выдержку при 250-260 С в течение одного часа, затем охлаждать. Сплав АМг6 применяется в сварных конструкциях, для изготовления емкостей, используемых в том числе и при криогенных температурах.Применение АМГ5, АМГ6Высокое содержание магния положительным образом сказывается на прочности и твёрдости изделий из АМГ6 и они хорошо поддаются обработке резаньем. Но если применять АМг6 для обработки давлением, для этого потребуется большое число отжигов, так как в ходе процедур по деформации изделия из этого магналия будут быстро нагартовываться с повышением твёрдости и ухудшением пластических свойств, электропроводности и теплопроводности.Сплав АМг5 применяют во многих отраслях промышленности, в том числе и в современном судостроении для создания легких цельносварных судов. Отличительне особенности применению АМГ5 дают его следующие свойства — высокие показатели гибкости и пластичности, легко поддается механической и тепловой обработке, позволяет получать высококачественные сварные швы, с легкостью противостоит влиянию воздействия морской, пресной воды.

Читайте также:  Лечение растяжения кисти пальцев

Источник

Применять алюминий, как конструкционный материал, начали еще в середине 19 века. Тогда инженеров привлек его низкий удельный вес и высокая устойчивость металла к коррозии. Но был у алюминия и ряд существенных недостатков. В частности, низкие механические свойства: прочность и твердость. Решить эту проблему смогли советские ученые, дополнительно легировав алюминий магнием. Так мир узнал об сплаве АМг6 с характеристиками актуальными в производстве. 

маркировка сплава АМг6

Расшифровка 

Сплав АМг6 относится к группе деформируемых алюминиевых сплавов. Количество его легирующих элементов и механические свойства регулируются государственным стандартом ГОСТ 4784-97. Согласно ему химический состав данного сплава, помимо алюминия, включает в себя следующие компоненты:

  • Магний (5,8-6,8%) — главным упрочнитель алюминия. Добавление 1% магния способно повысить прочность алюминиевых сплавов в среднем на 35 МПа, никак не ухудшая при этом их пластичность. Минусом такого легирования является резкое снижение коррозионной стойкости металла при содержании магния свыше 6%. Особенно это заметно проявляется при долгом нахождении металла под статической нагрузкой.
  • Марганец (0,5-0,8%). Легирование марганцем значительно измельчает зернистую структуру АМг6, что положительно воздействует на его механические свойства. Также он уменьшает вероятность образования ликвации – неравномерности химического состава по объему металла.
  • Титан (0,06%) вводят исключительно для улучшения его технологических параметров. В частности, свариваемости. Титан делает структуру сплава более мелкозернистой и снижает его склонность к появлению трещин, повышая тем самым прочностные свойства сварных швов АМг6 на 30-40%.
  • Натрий (0,01%). Содержание данного металла в составе АМг6 нежелательно. Попадание натрия в АМг6 обусловлено его наличием в криолитсодержащих флюсах, которые используются при плавке сплава. Натрий обладает значительно меньшей температурой плавления – 96 ºC – чем алюминий, что может стать причиной повышенной горячеломкости АМг6. Отрицательные свойства натрия нейтрализуют добавлением в состав кремния. В то же время, магний также активно вступает в химическую реакцию с кремнием, образуя соединение Mg2Si. Поэтому марки алюминиевых сплавов с содержанием магния свыше 6% крайне чувствительны к натрию.
  • Медь (0,1%) относится к группе вредных примесей для алюминиевых сплавов. Она заметно снижает коррозионные свойства АМг6. Отрицательно сказывается ее содержание на пластичных характеристиках. Правда, стоит заметить, что медь значительно повышает механические свойства АМг6: твердость и прочность.

лист АМг6

Помимо всех вышеназванных компонентов, состав АМг6 иногда легируют хромом и ванадием. По своему назначению они близки к титану и повышают технологические свойства АМг6. По прочностным характеристикам такой сплав также обладает некоторым преимуществом.

Достоинства и недостатки

Сплавы на основе магния и алюминия были разработаны в начале 20 века, но до сих пор не потеряли своей актуальности в производстве. Связано это с целым рядом преимуществ, которыми они, и амг6 в частности, обладают:

  • Удовлетворительные механические свойства. Предел прочности на разрыв после отжига составляет 340 МПа, что сравнимо со сталями обычного качества (Ст.3, Ст.2 и прочие марки). Твердость при этом достигает отметки в 650 HB. По этим параметрам Аг6 превосходит все остальные сплавы данной группы.
  • Низкий удельный вес. Плотность амг6 равняется 2650 кгм3, что делает выгодным ее применение в металлоконструкциях, к которым предъявляются строгие требования по массе.
  • Коррозионностойкость. Сплав марки АМг6 не вступает в химическую реакцию с атмосферными газами и большинством слабо концентрированных кислот и щелочей. Устойчив к воздействию воды. Однако, это все становиться возможным только при проведении отжига с низкой скоростью охлаждения.
  • Вибрационная стойкость. АМг6 хорошо зарекомендовал себя при работе в условиях циклических нагрузок. Его предел выносливости составляет 130 Мпа, что сравнимо с аналогичным параметром авиационных дуралюминов.
  • Технологичность. Амг6 относится к первой группе свариваемости. Сварные швы получаются плотными и прочными. По своим эксплуатационным характеристикам мало отличаются от цельного металла. Пластичность сплава также находится на высоком уровне. Относительно удлинение на сжатие для него составляет 20%. Благодаря этому АМг6 поддается любым видам обработки давлением: штамповке, протяжке и прочее.

металлопрокат

Но помимо достоинств, существует и ряд минусов у АМг6. Среди них наиболее значимыми являются:

  • Низкий предел текучести. Для нивелирования этого недостатка используют дополнительное легирование цинком до 0,8% или же проводят нагортовку поверхности металла.
  • Неспособность упрочняться при проведении термической обработки. Алюминиевые сплавы с содержанием магния ниже 8% не поддаются термическому упрочнению.

Область применения

На рынок металлопроката АМг6 поставляется в виде прутков, листов, швеллеров, уголков всевозможного размера. Применяется он главным образом в сварных металлоконструкциях, у которых есть ограничение по массе.

Также из АМг6 изготавливают обшивку как наружную так и внутреннюю для разного рода видов транспорта: автобусы, троллейбусы, железнодорожные вагоны и т.д. Данный сплав отлично зарекомендовал себя в качестве материала для цистерн, в которых транспортируют нефть и другие химически активные вещества.

По прогнозам специалистов, алюминиевые сплавы не потеряют своей важности для промышленности еще как минимум в течение 100 лет, несмотря на активную конкуренцию со стороны композитных материалов. Причина этого – простота технологии выплавки и огромные запасы. По своей распространённости в земной коре алюминий уступает лишь кремнию и кислороду.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0
голосов

Источник