Справочник

Сплав дюралюминий — состав, описание и стоимость за 1 кг лома дюрали

Дюралюминий известен еще с начала 20-го века. Более правильное название «дюраль», это сплав алюминия с медью, имеющий интересную историю появления на свет.

Немецкий инженер-металлург Альфред Вильм, являясь сотрудником компании «Dürener Metallwerke AG», подметил особые свойства сплавов алюминия с медью и еще несколькими металлами и веществами. Уже в 1909 году он запатентовал собственное изобретение по изготовлению нового материала, который практически сразу перекупила его компания.

первые изделия из дюралюминия

С появлением дюралюминия фантазия разработчиков бурно разыгралась

Новая технология в тот же год привлекла внимание мировых производителей. Но только лишь к 40-ым прошлого столетия сплавы алюминия – дюраль, стали производиться в Советском Союзе. Название в нескольких вариантах закрепилось за всеми сочетаниями Al-Cu с добавлением других металлов.

Примечание. Похожее слово «дюралит» иногда ошибочно относят к этой же группе сплавов. Но на самом деле это разновидность мрамора, для изготовления которого используют акриловые смолы.

Для тех, кому действительно интересно узнать об алюминии и его сплавах — предлагаем посмотреть старое советское научное видео (фильм):

Открытие дюрали, состав и технология производства

Читайте также статьи про силумин и ЦАМ.

Метод изготовления дюрали заключался не только в специфическом подборе компонентов. Раскаленный сплав резко охлаждался, после чего материал подвергался механизму искусственного старения с помощью закалки. Именно такой итоговый дюраль сегодня знают потребители.

Литье алюминия

Литье алюминия

Но появился он не сразу. Специалисты немецкой компании, к слову сказать, обосновавшейся в городе Дюрен, изнурительно трудились всю неделю. И в одну из пятниц они решили испытать новый сплав – дюраль, состав, которого к тому моменту мало отличался от того, что имеют современные: Al-Cu-Mn-Mg-Fe. Решающую роль играл алюминий. По окончании испытаний специалисты сильно удивились измеренной твердости дюраль — сплава. Приняв полученное за ошибку, решили проверить результаты в понедельник.

К изумлению инженеров, новый сплав – дюраль, состав которого они совсем недавно изобрели, показывал твердость на 30% большую, чем три дня до этого. Так случайно, было подмечено свойство соединения металлов Al-Cu-Mn-Mg-Fe  — оно быстро становится тверже. Вопрос о том, из чего состоит дюраль в итоге можно несколько расширить. Ведь без процесса старения этот сплав почти такой же мягкий, как металл, лежащий в его основе.

плавка дюрали

Если сохранять математическую точность, состав дюралюминия в процентах выглядел следующим образом:

  • 93% алюминий;
  • 4-5% медь;
  • 2-3% остальные металлы, иногда называемые «лигатура».

Долгие годы процесс старения происходил в естественных условиях при средне комнатных температурах 20-25 градусов по Цельсию. Но с началом войны, дюраль – состав сплава и технология, их результат, стали стратегически важным материалом. Выросла заинтересованность в создании методов, ускоряющих старение, а вместе с ним и твердость вещества.

Была изобретена методика искусственного старения дюралюминий, состав которого сильно не меняется уже более, чем полвека. Изделия из сплава в течении 2-3 часов разогревали до 500 градусов, после 2-3 минуты охлаждали водой или селитрой.

ГОСТ и марки сплавов алюминия

Эксперименты не закончились, что впоследствии подарило миру целую группу аналогичных, но все-таки отличающихся по свойствам сплавов.

ГОСТа дюралюминия не существует, но ГОСТ 4784-97 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые» , в котором отображено разнообразие алюминиевых деформируемых соединений — вы можете скачать данный ГОСТ здесь.

Однако тонкости формулировки сегодня мало беспокоят обывателей, желающих просто сдать в металлолом дюралюминий марки Е или АМг2. Первая гарантирует наличие электрических свойств, а вторая говорит о том, что металл используется в пищевой промышленности. К первой может относится разновидность систем Al-Mg-Si: алюминий дюраль АД31 с соответствующей пометкой «Е».

Всего насчитывается 8 таблиц ГОСТ 4784-97. Среди них есть марка дюраль д16, которая несколько раз появляется в них. Один раз просто, второй – с пометкой «П», что означает предназначенность материала для изготовления проволоки холодной высадки.

таблица сплавов алюминия

Одна из многочисленных таблиц сплавов алюминия из ГОСТа

При этом бросается в глаза существенное отличие многих видов дюрали в ГОСТ 4784-97, а точнее состава сплавов, от первоначального. Вместо привычных 93% доли алюминия – все 99 с маленьким хвостиком. Но это не касается распространенной марки дюралюминий д16. Ее состав выглядит примерно так:

  • основная доля алюминий 90-94%;
  • медь колеблется от 3.8 до 4.9%;
  • в равных частях железо и кремний по 0.5%, причем их соотношение не должно быть меньше 1;
  • цинка не более 2.5%;
  • магния — 1.8%;
  • хром 1%, чуть больше титана и 0.9% — марганца.

Здесь очень важно отметить, что производимые детали из этого сплава сохраняют относительную мягкость. Поэтому речь часто идет о полуфабрикатах. Изделия из дюраля 16 можно подвергать термической обработке с последующим охлаждением, что и приводит их к скорейшему старению, то есть упрочнению. Маркируется такой материал, как дюраль Д16Т. Для это марки расшифровка будет выглядеть так.

В таблице представлена расшифровка марки Д16:

FeSiMnCrTiAlCuMgZnПримесей
До 0,5До 0,50,3-0,9До 0,1До 0,1590,9-94,73,8-4,91,2-1,8До 0,25Прочие, каждая 0,05; всего 0,15Ti+Zr < 0,2

Сам же процесс стал необходим, несмотря на прекрасные свойства сплава, проявляемые при температурах 120-2500С. Их рассмотрению отводится следующий раздел.

Дюралюминий Д16 свойства и характеристики, что дает улучшение

 
Механические и физические свойства сплава Д16

Таблицы — Механические и физические свойства сплава Д16

Еще на старте зарождения алюминиевые сплавы были заявлены, как отличный материал для строения летательных аппаратов, в частности дирижаблей. Далекий 1911 год выделил важные свойства дюралюминия: прочность и относительная легкость.

Тогда на выставке в Санкт-Петербурге материал увез в Германию большую серебряную медаль за лучшие качества для создания дирижаблей. Сегодня этот материал используется в строительстве самолетов, космических кораблей, ракет.

Итак, марка Д16 довольно близкая по своему составу к первоначальному демонстрирует отличные качества при температурах в диапазоне 120-250°C. Однако уже при нагреве до 800С начинает проявляться склонность к образованию межкристаллической коррозии.

корпус из сплава Д16

Корпус из сплава Д16

На выручку приходит процесс искусственного старения с помощью закалки. Он позволяет избавиться от появления коррозии, одновременно с этим сохраняет прочность, пластичность сплава.

В чистом виде дюраль, характеристики которой показывают достаточно высокие показатели при использовании в среде с умеренными температурами, практически не применяется. В виду высокой вероятности возникновения коррозии. Сегодня существует несколько форм выпуска этого материала:

  • закаленные в естественных условиях, маркируется буквой «Т»;
  • прошедшие процесс искусственного старения «Т1»;
  • покрытые специальными лаками, анодированные варианты — «А».

Примечание. Дюрали склонны к коррозии не только при повышении температур, некоторые марки проявляют такую склонность, реагируя на нагрузки.

ВД95 имеет более высокие показатели, чем дюраль Д16Т. Характеристики ВД95Т1, прошедшей процесс искусственного старения, многообещающие. Но потенциал материала остается не использованным до конца, в виду того, что он не выдерживает высоких нагрузок.

круг из материала Д16Т

На фото круг из материала Д16Т

Из полуфабрикатов Д16, производят: плиты, прутки с маркировкой Д16Т, встречаются листы Д16АТ или Д15ТА. Кроме того, есть изделия, дополнительно отмечаемые буквой «М», что обозначает – «отожженные».

Область применения

Заклепки из дюралюминия

Заклепки из дюралюминия

Дюралюминий Д16Т, свойства которого не позволяют производить сварку, закрепляют с помощью заклепок, разъемных или нет соединений. Упрочненный в термических условиях или состаренный естественным образом материал нашел широкое применение в народном хозяйстве:

  • авиатехника – силовые элементы, детали обшивки, тяги управления, прочее;
  • автомобилестроение – кузова, трубы, другое;
  • заклепки для крепления более мягкий материалов, например, из мангалия AlMg6;
  • круги для бурильных установок;
  • листовой дюралюминий.

На Западе эти сплавы используют при изготовлении носовой части шаттлов.

Нос шаттла укреплен дюралюминием

Нос шаттла укреплен дюралюминием. Конечно состав дюралюминия там немного другой и отличается от бытового

 

Температура плавления дюралюминия

Иногда таким вопросом задаются бытовые пользователи. Причин для этого множество. Вероятно, некоторые беспокоятся о том, чтобы их кастрюли не дали течь (шутка).

Сама постановка вопроса — какая же у дюрали температура плавления, не совсем корректна, поскольку речь идет о сплаве. В таких ситуациях принято говорить о диапазоне температур. Что и делают профессионалы, особенно, когда затрагивается тематика ковки материала.

плавление дюралюминия в домашних условиях

Плавление дюралюминия в домашних условиях

Температура плавления дюрали и алюминия в корне отличается, стоит отследить несколько фиксируемых показателей:

  • чистый Al (99,9%) плавится при 6600С;
  • уменьшение доли вещества алюминия всего на 0.4% дает снижение температуры до 6570С;
  • большее снижение до 99% ведет к порогу 6430С.

Температура плавления дюралюминия в домашних условиях все равно кажется недостижимой, даже несмотря на то, что процесс в некоторых случаях начинается уже при 5000С.

Видео — плавка алюминиево-магниевого сплава:

 

Плотность дюралюминия

Этот физический параметр необходим для расчета теоретической массы изделий. Дюраль, плотность которого вычисляется посредством переводного коэффициента, согласно ГОСТ 21488-97, может отклонятся по весу при взвешивании.

Плотность дюралюминия Д16Т соответствует показателю для Д16 и коэффициент перевода 1.03. Из таблицы или рассчитав, получается значение 2.78 г/см3. Что довольно близко к плотности самого алюминия: 2.7 г/см3.

Удельный вес дюралюминия также может использоваться для расчетов окончательной массы изделий или количества материалов необходимых для изготовления.

Для некоторых изделий не понадобится даже удельный вес дюрали. Например, ГОСТ 18475-82 содержит данные по трубам стандартного диаметра с вариативностью по толщинам стенок: одному погонному метру соответствует числовое значение веса в кг.

Если же подойти формально к понятию: удельный вес дюрали Д16Т, то его можно вычислить из следующего выражения:

γ=P/V, — где Р=mg (вес куска металла) и V-объем предмета.

Как отличить алюминий от дюралей?

Обычно в магазинах на изделиях имеется маркировка и по ней следует ориентироваться. Однако часто возникают вопросы о подделках. Бывает есть необходимость проверить партию изделий от неизвестного лица, не имеющего документации, других достоверных подтверждений тому, что предлагаемое именно дюраль. Конечно, анализатор химического состава сразу покажет отличие дюраля от алюминия. Ведь в классическом представлении, первый содержит единицы долей меди, а второй – ее десятые или даже сотые.

Также есть ряд субъективных способов, как определить дюраль в руках или нет. Сплав имеет характерный серо-стальной цвет. Если попытаться поцарапать поверхность, это получится довольно легко. Стружка ломкая и не вязкая. Попытки согнуть образцы покажут отсутствие пластической деформации. При ударе должен слышаться звон. В следах от царапин просматривается мелкокристаллическая структура.

Зная достоверно, чем отличается алюминий от дюралюминия, стоит воспользоваться еще одним опытным способом определения вида материала. Для этого на небольшой участок исследуемого образца наносят каплю едкого натрия. Оставляют на 5-10 минут. После удаляют вещество и смотрят на цвет образовавшегося пятна. Если оно темное, то это дюраль, но не сплавы алюминия с низким содержанием меди и не магналий.

Кроме того, алюминий растворяется в кислотах при добавлении щелочи, давая белый порошковый осадок. Проделав то же самое с куском дюралюминия, на выходе получают еще и голубенькие гранулы, которые дает присутствующая медь.

алюминиевый уголок

Уголок из алюминия

лист дюралевый

Лист из дюрали

Самое главное отличие дюрали от алюминия  — это твердость, хрупкость и отсутствие пластичности. Если провести визуальное сравнение раза 3-4 (разных деталей) выполненных из алюминия и дюралюминия — отличие станет явным и в последующем взяв руки изделие из того или иного материала определить его будет уже просто.

Сколько стоит лом дюрали за 1 кг?

После долгого рассказа обо всех преимуществах и отличительных чертах дюрали от алюминия приходится констатировать, что стоимость этих материалов не сильно отличается, если речь идет о металлоломе. Более того, учитывая колебания цены дюрали за 1 кг в разных приемных пунктах, она в результате может оказаться, как выше, так и ниже выставленной для чистого металла Al — лома алюминия.

лом дюралюминия

Лом алюминия — в этой куче собрано все: и алюминий и силумин и дюралюминий

В общем, имейте в виду, что на приемках нет такой позиции в прайсе, как лом дюралюминия. Некоторые приемки могут написать лом алюминия АМГ и в скобках рядом приписать (дюраль). По факту сплав АМГ не является дюралюминием, т.к. в нем практически нет меди, ее место занимает магний. Но по большому счету для лома это не важно, т.к. цена будет одинакова и сейчас сдать лом дюралюминия можно за 70-80 рублей за 1 килограмм.

Итак, цена лом дюрали — 75 рублей за килограмм.

Например, в 2017-2018 стоимость дюрали за 1 кг в Москве или Казани сложилась примерно одинаковая и составляет 70 рублей. Однако многое зависит от того, в какую категорию определяется вторичное сырье. Дюраль и цена за кг делового лома (уголки, листы и т.д. т.е. все, что может использоваться вторично без переработки) могут несколько отличаться в пользу последнего, особенно когда изделия новые и изготовлены из востребованной марки. На небольшой массе это не сильно скажется. Однако при сдаче поштучно или весом от 100 кг и выше, окажется ощутимой.

   

1 комментарий

  1. Иван Обод 6 Октябрь, 2017 at 14:10 Ответить

    Учусь по специальности «металлургия цветных металлов», искал информацию на тему аллюминия и дюрали и нашел данную статью. Это же готовая научная работа! Столько энциклопедической информации, исторических фотографий и все в одной статье! Меня поразил тот факт, что из дюрали делают даже элементы шатлов и при этом цена килограмма данного вещества всего 75 рублей. Мне кажется, что это ценный металл, а сборщики металлолома зачастую приносят годные вещи и сдают его по цене двух буханок хлеба.

Комментарии