— Магний (Al — Mg), который относится к числу деформируемых давлением сплавов. Помимо этого, данный материал выделяется среди прочих высокой коррозионной стойкостью, пластичностью и хорошей свариваемостью. По прочности он превосходит АМц, но уступает ему в пластичности. Теплопроводность же и электропроводность этого материала ниже, чем у алюминий-марганцевого сплава.

В этой связи интересно продемонстрировать, сравнительную гистограмму, на которой изображены предел прочности и текучести разных сплавов алюминия. И мы видим здесь, что АМг2 примерно равен по этим свойствам АМг3. Однако, коррозионная стойкость у АМг2, естественно выше.

Значительное же отличие присутствует с увеличением количества Магния в сплаве до 4 % и выше, что сказывается на пластичности и твёрдости. С увеличением магния в составе пластичность, будет падать, а прочность возрастать, до определённых пределов, при которых хрупкость возымеет своё действие.

Химический состав

Химический состав АМг2 можно назвать сбалансированным. Содержание магния в нём не превышает 4 %, что положительным образом сказывается на пластичности, коррозионной стойкости и свариваемости данного материала. В то же время содержание Mg превышает 2 %, что положительным образом сказывается на прочности сплава.

Благодаря боле высокой прочности, по сравнению с более чистыми сплавами алюминия, АМг2 более охотно применяется в качестве материала для оконных и дверных профилей, а также других лёгких сборных или сварных конструкций. При этом он также лёгок и удобен в работе, как и более чистые сплавы.

Физические свойства материала

Ниже представлена таблица, в которой отображены физические свойства материала АМг2, которые были получены при температуре — T. E — это модуль упругости. a — коэффициент линейного расширения, l — коэф. теплопроводности, r — плотность, C — удельная теплоёмкость, R — удельное электросопротивление.

Что выпускают из алюминия АМг2

Так как АМг2 обладает массой положительных свойств, нарду с умеренной прочностью и высокой пластичностью, из него выпускают широкий спектр заготовок. Из АМг2 продаются:

• Ленты;
• Трубы;
• Профили.

Из них — профили в виде уголков пользуются особым спросом в виду их лёгкости, хорошей коррозионной стойкости, свариваемости и более высокой прочности, чем у того же АМц.

Как можно видеть, из таблицы, приведённой ниже, большинство видов металлопроката из этого материала выпускается в обычном состоянии, но нагартованные или отожжённые листы и ленты, тоже применяются довольно часто. Нагартовка позволяет добиться большей прочности от этого материала, а отжиг наоборот способствует рекристаллизации материала, и большей пластичности.

Твёрдые листы, наверное применяются для создания стеновых конструкций, различных панелей, возможно в холодильном производстве. А вот отожжённые листы, целесообразно применять для изготовления широкого спектра продукции, производимой путём холодной или горячей деформации, в том числе сварных конструкций.

Лист алюминиевый

Лист алюминиевый

Алюминиевые листы отличаются стойкостью к коррозии и кислотам органического происхождения, высокой пластичностью, хорошей электро- и теплопроводностью. При контакте с кислородом на поверхности материала образуется оксидная пленка Al 2 O 3 , защищающая изделия от агрессивных сред и образования ржавчины. Для усиления первоначальных свойств металла и его сплавов применяется плакирование - термомеханическое покрытие на основе алюминия с добавлением легирующих элементов и примесей (цинк, магний, медь, кремний, марганец, железо, титан).

Сферы применения листа алюминиевого определяются исходными характеристиками материала:

• кислотостойкий - используется для производства топливных баков, сварных емкостей, заклепок, радиаторов и рам транспортных средств.
• технический - экономичный изоляционный и отделочный материал.
• пищевой - подходит для изготовления морозильных камер, канистр, цистерн, моек, кухонного оборудования.

Заготовки с перфорацией востребованы в строительной области. Фактурные (рифленые) листы применяются для обустройства технических площадок и лестниц, полов в цехах и кузовов грузовых автомобилей. Гофрированный материал с разной высотой волны предназначен для возведения кровельных покрытий.

Алюминиевый лист производят из плоских слитков методом холодной, горячей прокатки. Первый способ подходит только для изготовления пластов толщиной до 6 мм.

Классификация согласно ГОСТ 21631-76

Основным документом, регламентирующим производство гладкого, рифленого и перфорированного алюминиевого листа, является ГОСТ 21631-76.

	Категории, классы, группы	Литеры, индексы	Примечания
По типу изготовления	Неплакированные (без защитного покрытия)	Без обозначения
	Плакировка технологическая	Б	Толщина слоя составляет 1,5% от фактической толщины листа. Облегчает процесс прокатки и улучшает внешний вид полуфабрикатов.
	Плакировка нормальная	А	Толщина слоя составляет 2% при толщине листа от 1,9 мм, 4% - при толщине листа менее 1,9 мм. Выполняет функцию антикоррозийной защиты.
	Плакировка утолщенная	У	Толщина слоя составляет 4% при толщине листа 0,5-1,9 мм, 8% - при толщине листа от 1,9 мм. Придает декоративные свойства поверхности.
Состав материала	Без термообработки	Без обозначения	Листы допускается подвергать отжигу, исключение составляют изделия из сплава ВД1
	Отожженные	М	Возможно изготовление без термообработки - в тех случаях, когда механические свойства, качество поверхности и неплоскостность находятся в пределах нормы.
	Закаленные, состарены искусственным путем	Т1
	Нагартованные	Н	Холодная обработка давлением увеличивает прочность, сопротивление разрыву и твердость.
	Закаленные, состарены естественным путем	Т
	Полунагартованные	Н2
	Нагартованные, прошли закалку и естественное старение	ТН
Качество отделки	Обычное	Без обозначения	Производятся из всех марок алюминия и сплавов на его основе, регламентированных ГОСТ 21631-76.
	Повышенное	П
	Высокое	В	Максимальная толщина листа - 4 мм. Изготавливаются из алюминия под марками А7, А6, А5, А0, АД00, АД0, АД1, АД и алюминиевых сплавов под марками АМц, АМг2.
Точность изготовления	Нормальная	Без обозначения
	Повышенная	П	По одному или нескольким параметрам - длине, ширине, толщине.

Отечественные производители алюминиевого проката закрывают 80% потребностей российского рынка, при этом на выпуск листов приходится около 70% от общего объема продукции. Импортные материалы маркируются согласно ISO 209-1 (международный стандарт) и EN 573 (европейский стандарт).

Примеры расшифровки

• Лист АМг2.М 07П×1200×2000П ГОСТ 21631-76. В - лист из алюминиевого сплава марки АМг2 в отожженном состоянии, толщиной 0,7 мм, шириной 1200 мм, длиной 2000 мм, повышенной точности изготовления, высокой отделки поверхности.
• Лист АД1 5×1000×2000 ГОСТ 21631-76 - лист из алюминия марки АД1, без термической обработки, толщиной 5 мм, шириной 1000 мм, длиной 2000 мм, нормальной точности изготовления, обычной отделки поверхности.
• Лист АД1.М 5×1200×2000 ГОСТ 21631-76. П - то же, отожженный, повышенной отделки поверхности.
• Лист АД1.Н2 5П×1000П×2000 ГОСТ 21631-76. П - то же, полунагартованный, повышенной точности изготовления по толщине и ширине.
• Лист Д16.Б.ТН 2×1200×2000 ГОСТ 21631-76. П - лист из алюминиевого сплава марки Д16 с технологической плакировкой, нагартованный после закалки и естественного старения, толщиной 2 мм, шириной 1200 мм, длиной 2000 мм, нормальной точности изготовления, повышенной отделки поверхности.
• Лист Д16.Б.ТН 2П×1200×2000 ГОСТ 21631-76. П - то же, повышенной точности изготовления по толщине.

Вес алюминиевого листа

Для расчета теоретической массы алюминиевых листов (кг/погонный метр) используется следующая формула:

В которой:

• Н макс - наибольший показатель толщины (в мм);
• Н мин - наименьший показатель толщины (в мм);
• В макс - наибольший показатель ширины (в мм);
• В мин - наименьший показатель ширины (в мм);
• γ - плотность сплава (в г/м³).

Согласно ГОСТ 21631-76, вес рассчитывается при заявленной плотности 2,85 г/м³, что соответствует маркам В95, В95-1, В95-2. Для других алюминиевых сплавов применяются переводные коэффициенты.

Данные для листа шириной 1000 мм:

Заявленная толщина, мм	Теоретический вес в м² при номальной точности изготовления по параметрам ширины и толщины, кг	Теоретический вес в м² при повышенной точности изготовления по толщине и нормальной - по ширине, кг	Теоретический вес в м² при повышенной точности изготовления по параметрам ширины и толщины, кг	Теоретический вес в м² при нормальной точности изготовления по толщине и повышенной - по ширине, кг	Теоретический вес в м² листа из сплавов АМг3, АМг5, АМг6 - без термообработки и отожженного, кг
0,3	0,715	0,758	0,758	0,715	-
0,4	1,001	1,03	1,029	1	-
0,5	1,288	1,316	1,315	1,286	-
0,6	1,545	1,574	1,572	1,544	-
0,7	1,831	1,86	1,858	1,829	-
0,8	2,117	2,146	2,144	2,115	-
0,9	2,404	2,432	2,43	2,401	-
1	2,647	2,69	2,687	2,644	-
1,2	3,219	3,262	3,259	3,216	-
1,5	4,006	4,092	4,088	4,002	-
1,6	4,292	4,378	4,374	4,288	-
1,8	4,864	4,922	4,917	4,86	-
1,9	5,151	5,208	5,203	5,145	-
2	5,437	5,494	5,488	5,431	-
2,5	6,796	6,896	6,889	6,789	-
3	8,155	8,298	8,29	8,147	-
3,5	9,586	9,7	9,69	9,576	-
4	11,016	11,102	11,091	11,005	-
4,5	11,447	12,504	12,492	12,435	-
5	13,806	13,878	13,864	13,793	14,307
5,5	15,267	15,31	15,295	15,252	15,769
6	16,629	16,658	16,641	16,613	17,203
6,5	18,063	18,091	18,073	18,045	18,636
7	19,496	19,525	19,506	19,477	20,07
7,5	20,93	20,959	20,938	20,909	21,503
8	22,292	22,335	22,313	22,27	22,937
8,5	23,725	23,768	23,745	23,702	24,37
9	21,159	25,202	25,177	25,134	25,804
9,5	26,592	26,635	26,609	26,566	22,237
10	27,954	27,983	27,955	27,926	28,671
10,5	29,388	29,416	29,387	29,359	30,105

Сплавы, используемые в производстве алюминиевых листов

Для производства листов применяется алюминий марок А0, А5, А6, А7 (химический состав регламентируется ГОСТом 11069-74), а также АД, АД0, АД00, АД1 (по ГОСТ 4784-74). В сортамент также входят изделия из термоупрочняемых и нетермоупрочняемых сплавов следующих видов:

• высокопрочные;
• сваривамые, стандартной прочности;
• нормальной прочности (дюрали);
• высокопластичные, средней прочности (магналии);
• высокопластичные, низкой прочности - с легированием и без.

Производственные возможности

Марка алюминия/сплава	Без термообработки	М	Н2	Н	Т	Т1	ТН
А0	+	+	+	+
А5	+	+	+	+
А6	+	+	+	+
А7	+	+	+	+
АД	+	+	+	+
АД0	+	+	+	+
АД1	+	+	+	+
АД00	+	+	+	+
АМц	+	+	+	+
АМцС	+	+	+	+
АМг2	+	+	+	+
АМг3	+	+	+
АМг5	+	+
АМг6	+	+
АМг6Б	+	+
АМг6У		+
АВ	+	+			+	+
Д1А	+	+			+
Д16А	+	+			+		+
Д16Б		+			+		+
Д16		+			+		+
Д16У		+			+
В95-1А	+	+			+
В95-1	+
В95-2А	+	+			+
В95-2Б		+
ВД1А	+	+		+
ВД1Б	+	+		+	+
ВД1	+	+		+	+
АКМА	+	+		+	+
АКМБ		+
АКМ		+
В95А	+	+				+
1915	+	+			+
Д12		+	+
ММ				+

Размеры листа алюминиевого по ГОСТ 21631-76

Габариты листа зависят от марки используемого материала и типа обработки:

• Ширина варьируется в пределах 600-2000 мм.
• Минимальная длина составляет 2000 мм, максимальная - 7000 м.
• Толщина листа по ГОСТ 21631-76 - от 0,3 до 10,5 мм.

Алюминиевый прокат поставляется в листах мерной, кратной мерной либо немерной длины. Во втором случае шаг составляет 500 мм.

Максимальные отклонения по ширине, в мм:

Максимальные отклонения по длине, в мм:

На одной из сторон алюминиевого листа указывается марка и состояние материала, наличие и тип плакировки, габаритные размеры, номер партии и штамп ОТК. Данные наносятся на расстоянии не более 3 см от кромки. При толщине алюминиевого проката менее 1 мм допускается маркировка только верхнего листа пачки.

Алюминий нашел широкое применение в промышленности благодаря высоким показателям теплопроводности, устойчивости к образованию коррозии, пластичности, малой плотности и электрического сопротивления. А если необходимо купить цветной металлопрокат , следует знать, что цена этого материала будет наиболее низкой сравнительно с другими.

Разновидности алюминия и его сплавов

В большинстве случаев алюминий применяется в виде сплавов - 20 % литейных и 80 % деформируемых. По марке можно определить метод его получения, а также основные его свойства.

Данный металл можно подразделить на несколько основных категорий:

• первичный (А999, А95, А7Е А6 и т.д.);
• технический (АД000, АД1, АДС);
• для раскисления (АВ97Ф, АВ86, АВ91);
• литейный (АМг11, ВАЛ10М, АК12пч);
• деформируемый (Д1, 1105, АМг2, СвАМг6);
• антифрикционный (АМК, АСМ, АО9-2Б);
• лигатуры (AlBi3, AlZr5(B), AlNi10 и другие).

Как расшифровывается маркировка?

Деформируемые сплавы обозначаются соответственно - АД. Если после аббревиатуры идет 1, это означает, что использовался более чистый алюминий. Буква А в сочетании с Мц и Мг - сплав с марганцем или с магнием. Цифра после маркировки свидетельствует о процентном содержании того либо иного химического элемента. АК - алюминий для ковки, а цифра на окончании - номер сплава.

В полуфабрикатах после основной аббревиатуры следуют буквы (например, АМцАМ), которые расшифровываются следующим образом:

• А - высококачественный сплав, из чистых сортов алюминия;
• Б - прокат с технологической плакировкой или вовсе без нее;
• УП - с утолщенной плакировкой;
• М - мягкий;
• Н - нагартованный;
• П - полунагартованный;
• Н1 - усиленно нагартованный;
• В - высококачественная выкатка состаренных и предварительно закаленных листов;
• О - высокое качество выкатки отожженного листового проката;
• ГК - горячекатаный прокат;
• ТПП - закаленный, состаренный прокат повышенной прочности.

Аббревиатура АЛ означает, что это литейный алюминий. В зависимости от режимов термообработки, обозначается Т, после нее в марках могут фигурировать цифры:

• 8 - закаленный и прошедший смягчающий отпуск;
• 7 - закалка со стабилизирующим отпуском;
• 6 - закалка и старение до наивысшей твердости;
• 5 - закаливание и частичное старение;
• 4 - закаленный;
• 2 - прошедший отжиг;
• 1 - состаренный.

«Д» в основной маркировке - дюралюминий. Обозначение вида В или ВД (алькледы) - указывает, что дюралюминий покрыт слоем чистого алюминия с целью увеличения стойкости к коррозии. Высокопрочные сплавы с магнием и цинком маркируются «В» и цифрой (к примеру, 96 или 94), 2-я цифра из которых обозначает номер сплава.

Механические свойства алюминиевых сплавов определяются их химическим составом, состоянием (обработкой), видом и размерами полуфабрикатов, наличием или отсутствием плакировки и т. д. Поэтому приведенные в табл. 1 данные о химическом составе и механических характеристиках приняты с некоторым осреднением по сравнению с данными СНиП П-Е.5-64. Диаграммы растяжения и сжатия разных алюминиевых сплавов сравнительно мало отличаются друг от друга, однако в отличие от стали у них отсутствует площадка текучести; за условный предел текучести сплавов принимается обычно напряжение при относительном остаточном удлинении 0,2%.

Таблица 1. Алюминиевые сплавы для строительства (СНиП II-В.5-64)

Группа сплава

Марка и состояние сплава

Легирующие компоненты в %

Механические свойства

магний

марганец

кремний

цинк

медь

прочие

σ в, кГ/мм 2

σ 0,2 , кГ/мм 2

τ в, кГ/мм 2

δ, %

НВ, кГ/мм 2

А. Деформируемые сплавы для элементов конструкций

Алюминий технический

Сумма примесей 0,7 %

Алюминий-марганец

Алюминий-магний (магналии)

0,2-0,6*

0,2-0,6*

Титан 0,02-9,1

АМг61-М**

Алюминий-магний-кремний

Хром 0,15-0,35

0,15-0,35*

Алюминий-цинк-магний

Алюминий-медь-магний (дуралюмин)

Алюминий-цинк-магний-медь

Хром 0,1-0,25

Б. Деформируемые сплавы для заклепок и болтов

Алюминий-медь-магний

Алюминий-цинк-магний-медь

Титан 0,02-0,08

В. Сплавы для литых деталей

Алюминий-магний

Г. Сплавы для сварных соединений По СНиП П-В.5-64.

Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов принимается по ГОСТ 7871

* Марганец или хром в том же количестве.** Данные - ориентировочные.

Химический состав и механические характеристики алюминиевых сплавов для строительства, включенных в СНиП П-В.5-64, приведены в табл. 1.

Перечисленные в табл. 1 алюминиевые сплавы предназначаются:

для ограждающих конструкций - АД1-М, АМц-М, АМг-М и АД31-Т; эти сплавы отличаются высокой коррозионной стойкостью и технологичностью;

для конструкций, совмещающих несущие и ограждающие функции (в зависимости от необходимой прочности и коррозионной стойкости) - АМц-М, АМц-П, АМг-М, АМг-П, АМг5-М, АД31-Т, АД31-Т1, АД33-Т, АД33-Т1, АД35-Т, АВ-М, АВ-Т; эти сплавы отличаются высокими или средними показателями коррозионной стойкости и технологичности;

для несущих сварных конструкций - АМг5-М, АМг6-М, АМг61-М, АД33-Т1, АВ-Т1, В92-Т; сплав АВ-Т1 по условиям коррозионной стойкости должен применяться с содержанием меди до 0,1%;

для несущих клепаных и болтовых конструкций - те же сплавы, что и для несущих сварных конструкций с добавлением сплавов Д1-Т, Д16-Т и В95-Т1; однако последние три сплава обладают пониженной коррозионной стойкостью.

Помимо перечисленных СНиП II-В.5-64 предусматривает применение при соответствующем обосновании и других марок и состояний алюминиевых сплавов.

Для заклепок и болтов помимо указанных в табл. 4.17 могут применяться сплавы АД1-М (нагартованные заклепки), АМц, АМг5п-М (здесь индексом «п» обозначен сплав для изготовления проволоки и прутков), АМг, АД33-Т1, АВ-Т1 и др.

За нормативное сопротивление деформируемых алюминиевых сплавов растяжению, сжатию и изгибу принимается меньшая из двух величин: 0,7 наименьшего временного сопротивления разрыву, установленного стандартами или техническими условиями, или условный предел текучести, соответствующий напряжению при относительном остаточном удлинении 0,2%.

Ударная вязкость алюминиевых сплавов меняется в пределах от 1 кГм/см 2 (В95-Т1) до 9 кГм/см 2 . Данные по пределу выносливости (усталости) приведены в СНиП II-В.5-64.

Коэффициент линейного расширения алюминиевых сплавов α=23·10 -6 град -1 т. е. примерно вдвое больше, чем у стали. Однако температурные напряжения в алюминиевых конструкциях ниже, чем в стальных конструкциях, в связи с более низким значением Е. Модуль сдвига G=270 000 кГ/см 2 .

Приводимые в СНиП П-В.5-64 расчетные сопротивления соответствуют температуре металла от -40 до +50° С. При понижении температуры от -40 до -70° С расчетные сопротивления не меняются.

При повышении температуры сверх 50 и до +100° С к расчетным сопротивлениям вводятся понижающие коэффициенты 0,8-0,95 в зависимости от марки сплава и условий работы конструкции. При температуре свыше 100° С должны приниматься еще более низкие значения коэффициентов или использоваться теплопрочные алюминиевые сплавы.

Химический состав в % сплава АМг2
Fe	до 0,4
Si	до 0,4
Mn	0,2 - 0,6
Ti	до 0,1
Al	95,3 - 98
Cu	до 0,1
Mg	1,8 - 2,8
Zn	до 0,2

Производство проката (труб) из сплава АМг2 (и подобных) методом волочения: Для волочения используют трубную заготовку, полученную прессованием или прокаткой на станах ХПТ. В последнем случае осуществляется в основном только безоправочное волочение с целью получения труб необходимого диаметра и устранения характерного дефекта прокатки — волнистости. Диаметр заготовки со станов ХПТ 85—16 мм, толщина стенки от 5 до 0,35 мм, разностенность 10%. Заготовку под волочение, полученную прессованием на горизонтальных или вертикальных прессах, используют для оправочного и безоправочного волочения. Диаметр заготовок от 360 до 20 мм, толщина стенки не менее 1,5 мм, разностенность 20%. С целью сокращения числа переходов при волочении и дорогостоящих промежуточных отжигов стремятся получить толщину стенки прессованной заготовки возможно более близкую к готовой трубе. Этому препятствуют возрастание удельных давлений и низкая производительность при прессовании, а также увеличение относительной разностенности прессованной заготовки выше 20%. Последнее особенно важно, так как при волочении относительная разностенность практически не снижается.

Заготовку перед волочением зачищают, разбраковывают и режут на необходимую длину с учетом длины захватки, концевой обрезки и технологического припуска на точность номинальной толщины стенки (от 100 до 300 мм). После разрезки труб зачищают дефекты и производят заковку захваток на пневматическом молоте, ковочных вальцах, кривошипно-ковочных или ротационно-ковочных машинах.

Вытяжки при волочении труб

Величины оптимальных вытяжек могут весьма сильно отличаться для труб одного и того же сплава, что объясняется многообразием факторов, действующих в производственных условиях. Чем выше культура производства, тем меньше интервал разброса крайних значений оптимальных вытяжек.

На рисунке слева приведен график, показывающий поле разброса значений интегрального показателя оптимальных вытяжек, полученное в производственных условиях. Как видно из этого рисунка, разброс весьма велик и его необходимо учитывать.

Поэтому ниже приводятся усредненные значения оптимальных вытяжек при волочении труб из алюминиевых сплавов. Наряду с частыми вытяжками за переход проводятся также и суммарные вытяжки от отжига до отжига.

Краткие обозначения:
σ в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа		ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ 0,05	- предел упругости, МПа		J к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ 0,2	- предел текучести условный, МПа		σ изг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ 5 ,δ 4 ,δ 10	- относительное удлинение после разрыва, %		σ -1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ сж0,05 и σ сж	- предел текучести при сжатии, МПа		J -1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %		n	- количество циклов нагружения
s в	- предел кратковременной прочности, МПа		R и ρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %		E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2		T	- температура, при которой получены свойства, Град
s T	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа		l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю		C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу		p n и r	- плотность кг/м 3
HRC э	- твердость по Роквеллу, шкала С		а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В		σ t Т	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору		G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа