Сплав WL 3.1924-1 (AlCuMgFeNi) T651: Высокопрочный алюминий для авиации
Общие сведения
Сплав WL 3.1924-1 (AlCu2MgNi, также известный как AlCuMgFeNi) — это специализированный высокопрочный алюминиевый сплав серии 2xxx, модифицированный для авиационного строительства. Помимо 2,5% меди и 1,5% магния, он содержит 1,1% железа и никеля, что существенно повышает теплостойкость и долговременную прочность при температуре до 250 °C. Материал натурально и искусственно упрочняем (состояние T651), достигает временного сопротивления до 430 МПа при относительном удлинении 3–8%. Термическая обработка требует строгого соблюдения режимов для гарантированных свойств. Сплав обладает высокой режущей способностью, хорошей горячей деформируемостью и анодируемостью. Холодная деформация возможна только в мягком состоянии или в течение 2 часов после закалки. Сварка не рекомендуется. Коррозийная стойкость — удовлетворительная. Применяется для крупных силовой и конструктивных элементов авиации: панели обшивки, ребра, элементы силового комплекса.
Физические и механические свойства (состояние T651)
Общие физические свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|
| Плотность | 2,75–2,84 г/см³ | Типично для деформируемых сплавов серии 2xxx |
Механические свойства (20 °C)
| Свойство | Значение | Форма проката | Направление | Стандарт |
|---|
| Модуль упругости (E) | 70–73 ГПа | — | — | Типично для серии 2xxx |
| Модуль сдвига (G) | 26,0–27,5 ГПа | — | — | Типично для серии 2xxx |
| Коэффициент Пуассона (ν) | 0,33 | — | — | Типично для серии 2xxx |
| Твердость Бринелля (HB) | 125 | Лист / Пруток | Поперечное / Продольное | WL 3.1924-1 |
| Критическая интенсивность напряжений (KIC) | 17,7–21,2 МПа·√м | Лист / Пруток | Разные партии | WL 3.1924-1 |
| Предел прочности при растяжении (Rm) | 390–430 МПа | Лист (толщина 10–80 мм) | Поперечное | WL 3.1924-1 |
| Предел прочности при растяжении (Rm) | 420 МПа | Пруток | Продольное | WL 3.1924-1 |
| Предел текучести (Rp0,2) | 335–390 МПа | Лист / Пруток | Поперечное / Продольное | WL 3.1924-1 |
Тепловые свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения (CTE) | 16–24 × 10⁻⁶ 1/К | Типично для серии 2xxx |
| Температура плавления | 500–650 °C | Типично для серии 2xxx |
| Удельная теплоемкость | 816–963 Дж/(кг·К) | Типично для серии 2xxx |
| Теплопроводность | 112–251 Вт/(м·К) | Типично для серии 2xxx |
Электрические свойства
| Свойство | Значение | Примечание |
|---|
| Электрическая проводимость | 18–30 MS/m (≈ 31–52% IACS) | Типично для серии 2xxx |
| Электрическое сопротивление | 3,4–6,0 × 10⁻⁸ Ом·м | Типично для серии 2xxx |
Химический состав (масс. %) — Лист и Пруток, состояние T651
| Элемент | Содержание | Стандарт |
|---|
| Медь (Cu) | 1,8–2,7 | WL 3.1924-1 |
| Магний (Mg) | 1,2–1,8 | WL 3.1924-1 |
| Железо (Fe) | 0,9–1,4 | WL 3.1924-1 |
| Никель (Ni) | 0,8–1,4 | WL 3.1924-1 |
| Марганец (Mn) | 0,2 | WL 3.1924-1 |
| Кремний (Si) | 0,15–0,25 | WL 3.1924-1 |
| Титан (Ti) | 0,2 | WL 3.1924-1 |
| Цинк (Zn) | 0,1 | WL 3.1924-1 |
| Алюминий (Al) | Остаток | WL 3.1924-1 |
Технологические свойства
| Операция | Оценка | Комментарий |
|---|
| Режущая способность | Высокая | |
| Анодирование | Хорошее | |
| Горячая деформируемость | Хорошая | |
| Холодная деформируемость | Ограниченная | Только в состоянии O или ≤2 ч после закалки |
| Сварка | Не рекомендуется | Трещинообразование в зоне сварки |
| Коррозийная стойкость | Удовлетворительная | Требует защиты (анодирование, покрытия) |
Применение
Авиационная промышленность: крупногабаритные силовые и конструктивные элементы (панели обшивки фюзеляжа и крыла, ребра, длинероны, элементы двигателя), работающие при повышенных температурах до 250 °C. Выпускается в виде толстых листов, прутков, штамповок и ковок свободной и матричной.
