Алюминиевый сплав EN 573-3 Grade 3.1355 F (2014A): авиационная прочность и хорошая обрабатываемость
Общие сведения
Алюминиевый сплав DIN 3.1355 (международное обозначение — AA 2014A) относится к закаляемым сплавам серии 2000 (Al-Cu-Mg-Si). Основные легирующие элементы — медь (3,8–4,9%) и магний (1,2–1,8%), с добавками марганца, хрома и титана для управления структурой. В состоянии F (как изготовлено, без термической обработки) сплав демонстрирует высокую прочность и хорошую обрабатываемость на станках, что делает его классическим выбором для ответственных структурных деталей авиации и машиностроения.
Важно: Сплав имеет относительно низкую коррозионную стойкость (особенно в морской среде) и требует защитных покрытий (анодирование, оксидирование, лакокрасочные системы, обкладка чистым алюминием — alclad). Свариваемость ограничена — рекомендуется механическое крепление (нитевные, болтовые соединения) или специальные режимы сварки с предварительным и последующим термическим обработами.
Ключевые характеристики
- Высокая прочность — предел прочности 200–440 МПа в зависимости от термической обработки (T4, T6, T651).
- Хорошая обрабатываемость в отожженном состоянии — дает короткую стружку, позволяет получать чистую поверхность.
- Технологичность в состоянии O — легко штампуется, гибается, вытягивается после полного отжига.
- Высокая устойчивость к усталости — важно для динамически нагружаемых авиационных элементов.
- Низкая коррозионная стойкость — требует обязательной защиты поверхности.
Физические и механические свойства (состояние F)
| Свойство | Значение | Условие | Стандарты |
|---|---|---|---|
| Плотность | 2,77 – 2,78 г/см³ | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Модуль упругости (E) | 73,0 ГПа | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Модуль сдвига (G) | 27,4 ГПа | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Коэффициент Пуассона | 0,33 | — | Типично для деформируемых сплавов серии 2000 |
| Предел прочности при растяжении (Rm) | 200 – 440 МПа | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Критическая интенсивность напряжений (KIC) | 22 – 35 МПа·√м | — | Типично для деформируемых сплавов серии 2000 |
| Температура плавления | 505 – 640 °C | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Теплопроводность | 121 – 193 Вт/(м·К) | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Удельная теплоемкость | 875 Дж/(кг·К) | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Коэффициент линейного термического расширения (20 °C) | 22,9 – 23,8 × 10⁻⁶ 1/К | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Электрическая проводимость | 17 – 29 МСм/м (29 – 50% IACS) | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
| Электрическое сопротивление | 0,0345 – 0,0588 мкОм·м | F | EN 573-3, EN 1715-3 |
Химический состав (масс.%)
| Элемент | Содержание |
|---|---|
| Медь (Cu) | 3,8 – 4,9 |
| Магний (Mg) | 1,2 – 1,8 |
| Марганец (Mn) | 0,3 – 0,9 |
| Кремний (Si) | 0,5 макс. |
| Железо (Fe) | 0,50 макс. |
| Хром (Cr) | 0,10 макс. |
| Титан (Ti) | 0,15 макс. |
| Цинк (Zn) | 0,25 макс. |
| Алюминий (Al) | Остальное |
Технологические свойства
| Операция | Оценка |
|---|---|
| Анодирование (декоративное) | Не подходит |
| Анодирование (защитное) | Хорошо |
| Твердое паяние (с флюсом / без флюса) | Не подходит / Не подходит |
| Мягкое паяние (с флюсом) | Не подходит |
| Трение-плавление | Приемлемо |
| Коррозия в морской воде | Плохо |
| Атмосферная коррозия | Плохо |
| Гибка / Прокрутка (холодная, состояние O) | Достаточно / Приемлемо |
| Вытяжка ударная (холодная, O) | Приемлемо |
| Глубокая вытяжка / Уплотнение (O) | Приемлемо / Достаточно |
Основные области применения
- Авиационные конструкции: шпангоуты, ребра, скин-панели, элементы шасси.
- Высокопрочные болты, заклепки, штифты (после закалки и отрабатывания).
- Военная техника: корпуса орудий, опорные конструкции бронетехники.
- Гоночные автомобили: подвески, каркасы безопасности.
- Тяжелое машиностроение: ответственные сварные и закрепленные узлы (с учетом защиты от коррозии).
Термическая обработка (режимы для получения высоких свойств)
- Закалка: 500–510 °C, выдержка, закалка в воде.
- Отработка (T6/T651): 155–165 °C, 12–18 ч, охлаждение на воздухе.
- Отжиг (O): 410–420 °C, 2–3 ч, медленное охлаждение в печи (30–50 °C/ч) до 260 °C.
Аналоги и соответствия
Международные обозначения: AA 2014A (USA), AlCu4SiMg (ISO), A-U4SG (Франция), 3.1355 (DIN/EN), D16A / AK4 (ГОСТ 4784-97 — приблизительно).
Соответствующие стандарты: EN 573-3, EN 485-2, EN 754-2, EN 755-2, AMS 4048, ASTM B209.
Металл
- EN 573-3 Grade 3.0505 F: Алюминиевый сплав — свойства и стандарты
- EN 573-3 Grade 3.1305 F: Алюминиевый сплав серии 2000 — механические свойства
- EN 573-3 Grade 3.1305 O: Алюминиевый сплав — ключевые механические свойства и стандарты
- EN 573-3 Grade 3.1305 O3: Комплексные спецификации алюминиевого сплава серии 2000
- EN 573-3 Grade 3.3316 F – Ключевые свойства и стандарты алюминиевого сплава серии 5000
- EN 573-3 Grade 3.3549 F – Премиальный алюминиевый сплав с поддержкой НИОКР
- EN 573-3 AW‑1090 F Алюминий: Технические спецификации и стандарты
- Алюминиевый сплав AW-5356 F (EN 573-3): спецификация и механические свойства проволоки для сварки
- Алюминиевый сплав EN 573-3 AW-5356 O3: ключевые свойства и стандарты
- Сплав алюминия AW-5183 O3 – Класс EN 573-3 и ключевые свойства