Алюминиевый сплав ASTM B211 Grade 2014-O: высокопрочный, хорошо свариваемый и обрабатываемый сплав
Общие сведения
Сплав ASTM B211 Grade 2014 (АА 2014) — это термоупрочняемый алюминиевый сплав серии 2000 (Al-Cu-Mg-Si) с высоким содержанием меди. В состоянии O (отпущенном) он обладает хорошей пластичностью и обрабатываемостью давлением, а после термической обработки (T4, T6) достигает очень высокой прочности. Сплав отличается хорошей свариваемостью и обрабатываемостью на резании, что делает его универсальным для механического инженерии.
Основные свойства
Общие физические свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|
| Плотность | 2,75–2,84 г/см³ | Типично для деформируемых сплавов серии 2000 |
Механические свойства (состояние O)
| Свойство | Значение | Условие | Стандарт | Форма | Примечание |
|---|
| Модуль упругости (E) | 70,0–73,0 ГПа | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока | Типично для серии 2000 |
| Предел прочности при растяжении | 240,0 МПа | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока | |
| Относительное удлинение | 10,0 % | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока | |
| Относительное удлинение (A50) | 12,0 % | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока | На базе 50 мм |
| Коэффициент Пуассона | 0,33 | — | — | — | Типично для серии 2000 |
| Модуль сдвига | 26,0–27,5 ГПа | — | — | — | Типично для серии 2000 |
| Критическая интенсивность напражений (KIc) | 22,0–35,0 МПа·√м | — | — | — | Типично для серии 2000 |
Тепловые свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения | 1,6–2,4 × 10⁻⁵ 1/К | Типично для серии 2000 |
| Температура плавления | 500–650 °C | Типично для серии 2000 |
| Удельная теплоёмкость | 816–963 Дж/(кг·К) | Типично для серии 2000 |
| Теплопроводность | 112–251 Вт/(м·К) | Типично для серии 2000 |
Электрические свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|
| Электрическая проводимость | 18–30 МСм/м | Типично для серии 2000 |
| Электрическое сопротивление | 3,4–6,0 × 10⁻⁸ Ом·м | Типично для серии 2000 |
Химический состав (масс. %)
| Элемент | Содержание | Условие | Стандарт | Форма |
|---|
| Медь (Cu) | 3,9–5,0 | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
| Кремний (Si) | 0,5–1,2 | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
| Марганец (Mn) | 0,4–1,2 | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
| Магний (Mg) | 0,2–0,8 | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
| Хром (Cr) | 0,1 макс. | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
| Железо (Fe) | 0,7 макс. | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
| Титан (Ti) | 0,15 макс. | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
| Цинк (Zn) | 0,25 макс. | O | ASTM B211 | Бар, пруток, проволока |
Технологические свойства
| Свойство | Оценка |
|---|
| Обрабатываемость давлением (кузнечно-прессовая) | Умеренная |
Применение и особенности
Сплав 2014 в состоянии O используется для изготовления заготовок, которые затем термоупрочняют до состояний T4 (σв ~ 425 МПа) или T6 (σв ~ 485 МПа). Высокое содержание меди обеспечивает отличную прочность после закалки и застаривания, но снижает коррозионную стойкость по сравнению с сплавами серий 5000 и 6000. Требуются защитные покрытия (анодирование, клadding, покраска).
Хорошая свариваемость (лучше, чем у 2024, 7075) позволяет использовать дуговую и контактную сварку. Обрабатываемость на резании в состоянии O — умеренная, в состоянии T6 — хорошая. Применяется в грузовиках, танках, авиации (некритические элементы), строительных конструкциях, пресс-формах.
