Алюминиевый сплав AA 2024 T351: Оптимальный баланс прочности и формообразуемости для авиации
Обзор сплава AA 2024 T351
Состояние T351 — это классическое состояние для листов AA 2024: растворительная закалка, растяжение (1,5–3%) и естественное старение при комнатной температуре (обозначение «T3» — закалено, растянуто, естественно старело). Обеспечивает уникальный баланс: высокая прочность (395–440 МПа в зависимости от толщины) при сохранении относительной дуктности для формовки простых форм. Это состояние «по умолчанию» для авиалистов 2024.
Естественное старение занимает дни/недели, в процессе которого прочность растет, а пластичность незначительно снижается. T351 имеет лучшую стойкость к коррозии под напряжением среди закаленных состояний 2024 (хотя все равно низкую абсолютно). Хорошо свариваемое? Нет — сплав 2024 практически не сваркивается (горячие трещины), соединяется заклепкой, болтами, клеем.
Основные свойства
Общие физические свойства
| Свойство |
Значение |
Состояние |
Стандарты |
| Плотность |
2,78 г/см³ |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
Механические свойства
| Свойство |
Значение |
Состояние |
Стандарты |
Примечание |
| Модуль упругости |
73,0 ГПа |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
|
| Критическая интенсивность напряжений (плоское деформирование) |
22,0–35,0 МПа·√м |
— |
— |
Типично для кованых сплавов серии 2000 |
| Коэффициент Пуассона |
0,33 |
— |
— |
Типично для кованых сплавов серии 2000 |
| Модуль сдвига |
26,0–27,5 ГПа |
— |
— |
Типично для кованых сплавов серии 2000 |
| Предел прочности на растяжение |
395,0 МПа |
T351 |
AA Standards, ASTM B209 |
Тонкие листы |
| Предел прочности на растяжение |
415,0 МПа |
T351 |
AA Standards, ASTM B209 |
|
| Предел прочности на растяжение |
425,0 МПа |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
|
| Предел прочности на растяжение |
435,0 МПа |
T351 |
AA Standards, ASTM B209 |
|
| Предел прочности на растяжение |
440,0 МПа |
T351 |
AA Standards, ASTM B209 |
Толстые пластины |
Тепловые свойства
| Свойство |
Температура |
Значение |
Состояние |
Стандарты |
Примечание |
| Коэффициент линейного теплового расширения |
20 °C |
23,2 × 10⁻⁶ 1/К |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
|
| Коэффициент линейного теплового расширения |
100 °C |
23,2 × 10⁻⁶ 1/К |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
|
| Температура плавления |
— |
505–635 °C |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
|
| Удельная теплоемкость |
— |
816–963 Дж/(кг·К) |
— |
— |
Типично для кованых сплавов серии 2000 |
| Теплопроводность |
— |
121–193 Вт/(м·К) |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
|
Электрические свойства
| Свойство |
Значение |
Состояние |
Стандарты |
| Электрическая проводимость |
17,0–29,0 МСм/м |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Электрическое сопротивление |
34,5–58,8 нОм·м |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
Химический состав (масс.%)
| Элемент |
Содержание |
Состояние |
Стандарты |
| Хром (Cr) |
0,10% |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Медь (Cu) |
3,8–4,9% |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Железо (Fe) |
0,50% (макс.) |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Магний (Mg) |
1,2–1,8% |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Марганец (Mn) |
0,3–0,9% |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Кремний (Si) |
0,50% (макс.) |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Титан (Ti) |
0,15% (макс.) |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Цинк (Zn) |
0,25% (макс.) |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
| Алюминий (Al) |
Остаток |
T351 |
AA Standards, ASTM B209, ASTM B211 |
Технологические свойства
| Свойство |
Оценка |
| Паяние |
Не рекомендуется; разработанных технологий пайки нет |
| Коррозионная стойкость |
Низкая, но лучше чем у T6/T8 состояний. Чувствительность к КПН: умеренная (указана как «ограниченные повреждения образцов»). Требует защиты. |
| Обрабатываемость на станках |
Хорошая. Мягче T8 состояний, дает хорошую чистоту поверхности. |
| Дуктность / Формообразуемость |
Умеренная. Можно гнуть с радиусом ≥ 2–3 толщин (в поперек зерен). Для сложных форм используют состояние O или W. |
Применение
Самое массовое состояние для авиалистов: обшивка фюзеляжа и крыльев, ребра, шторки, фарворки, внутренние наборы. Используется там, где нужна комбинация прочности и возможности холодной формовки простых изгибов. Также — заготовки для последующей переработки в T851/T861 (перестаривание).
Аналоги и стандарты
- ASTM B209, ASTM B211 — основные стандарты США
- AMS 4037, AMS-QQ-A-250/4
- EN 485-2 (листы), EN 486 — европейские стандарты
- Российский аналог: Д16Т (ГОСТ 4784-97) — близкий по свойствам, естественное старение
