Сплавы системы Al-Zn-Mg (1935, 1915, 1925, 1911)

Рассматриваемые сплавы хорошо свариваются всеми ви­дами сварки, за исключением сплава 1925 с содержани­ем примеси меди более 0,3 %. По сравнению с другими свариваемыми сплавами они обладают, кроме повышен­ного уровня прочностных характеристик, рядом других важных свойств:

а) повышенной технологической пластичностью при горячей обработке давлением. При содержании магния менее 1,8 % сплавы легко прессуются, куются и т. п. В этом отношении они во много раз превосходят сплавы АМг4, АМг5, АМг6;

б) малой чувствительностью к скоростям охлаждения при закалке и широким интервалом закалочных темпе­ратур (375—500 °С). Эти свойства позволяют проводить закалку малогабаритных полуфабрикатов (с толщиной стенки 8—10 мм) сразу после деформации (прессования и т. п.), минуя специальную операцию нагрева под за­калку, а также получать без закалки сварных конструк­ций практически равнопрочные сварные соединения, не отличающиеся от свойств основного металла.

Перечисленные свойства с экономической и техниче­ской позиций заслуживают серьезного внимания, так как широкое внедрение сплавов системы Al—Zn—Mg позволяет в несколько раз повысить производительность действующего оборудования в металлургической про­мышленности и значительно снизить стоимость сооружа­емых конструкций.

За рубежом ряд сплавов этой системы применяют в автомобильном и железнодорожном транспорте, строи­тельной индустрии, при строительстве мостовых и пор­тальных кранов, в судостроении, мостостроении.

В нашей стране ряд сплавов рассматриваемой систе­мы нашел применение в различных отраслях техники. В автомобилестроении, в сельскохозяйственном и текстильном машиностроении, оптико-механической про­мышленности, в строительной индустрии и др.

Например, сплав 1915 применяется в элементах кон­струкций, несущих силовую нагрузку изотермических вагонов-холодильников, при изготовлении антенно-мач­товых устройств, ферм с пролетом до 80 м и более.

Сплав 1935 применяют при изготовлении корпусов радиоаппаратуры. Достоинством этого сплава является то, что он хорошо паяется в соляных ваннах при высо­ких температурах (600—605 °С), сохраняя при этом вы­сокий уровень прочностных характеристик. Основной ме­талл и сварные соединения из этого сплава не чувстви­тельны к коррозионному растрескиванию.

Сплав 1925 по содержанию основных легирующих компонентов (Zn, Mg, Мn и Zr) аналогичен сплаву 1915. Однако в нем расширен предел по содержанию примеси меди до 0,8 % и исключен хром. Поэтому сплав 1925 не рекомендуется использовать в сварных конст­рукциях. По уровню прочностных характеристик он на 10—20 МПа превосходит сплав 1915, по коррозионным характеристикам (КР и РСК), за исключением общей коррозии, приближается к сплаву 1915. Сплав 1925 при­меняют взамен сплава Д16. Предпочтительно полуфаб­рикаты следует использовать в искусственно состарен­ном состоянии. Режим старения тот же, что и для сплава1915. В естественно состаренном состоянии и при содер­жании в сплаве меди ближе к верхнему пределу полу­фабрикаты чувствительны к межкристаллитной корро­зии.

Удовлетворительное сопротивление коррозионному растрескиванию сплава 1915 обусловлено, кроме относи­тельно низкой суммарной концентрации цинка и магния (~5,8 %), добавками небольших количеств переходных элементов — хрома, циркония и марганца.

Для компенсации понижения коррозионной стойкости сплава 1911, связанного с повышенным содержанием в нем основных легирующих элементов (цинка, магния) по сравнению со сплавом 1915, в его добавляют неболь­шое количество меди. Оптимальной коррозионной стой­кости сварных соединений рассматриваемых сплавов достигают при условии применения в качестве присадоч­ной проволоки сплава марки 1557 (4,5—5,5 % Mg; 0,20— 0,35 % Zr; 0,5 - 0,8 % Мп; ОД—0,2 % Сr) и ступенчатых режимов старения (до сварки) с температурой на первой ступени ниже, а на второй выше критической температу­ры растворимости зон ГП с последующим естественным старением всей сварной конструкции. Для сплавов 1915 и 1911 искусственное старение до сварки следует прово­дить по режиму: 100 °С, 10—20 ч + 175—185 °С, 3—6 ч.

В тех случаях, когда необходимо повысить прочност­ные характеристики сварных конструкций, последние подвергают искусственному старению по режиму: 120°С 24 ч.

Закалку обоих сплавов можно проводить в горячей воде, а для тонкостенных полуфабрикатов — на воздухе, что способствует повышению сопротивления КР.

Сопротивление питтинговой коррозии полуфабрика­тов из рассматриваемых сплавов в атмосферных услови­ях заметно выше, чем из сплавов АМг6, АВ, АД31. Так за двадцать лет испытаний в условиях промышленной атмосферы максимальная глубина коррозионных пора­жений на листах и профилях не превышала 0,30 мм.

Повышенное сопротивление коррозионному растрескиванию сварных соединений сплавов 1915 и 1911 мо­жет быть достигнуто при выполнении следующих усло­вий: 1) в основном металле должны быть заторможены структурные преобразования, происходящие в процессе сварки в зонах сплавления и термовлияния; 2) следует избегать операции разделки кромок при стыковой свар­ке (увеличение степени разделки кромок способствует увеличению дефектов в шве — пор, включений оксидных плен и т. п.), а также больших тепловложений при сварке. Надо следить за правильным формированием шва (предотвращать резкий переход между швом и метал­лом), а где возможно, механически удалять корень шва.

Уровень пороговых напряжений, при котором образ­цы не разрушаются при испытании на коррозионное ра­стрескивание (Ϭ_кр), зависит от схемы напряженного со­стояния. При одноосном растяжении под действием за­данной нагрузки значение Ϭ_кр в зависимости от терми­ческой обработки основного металла и сварных соедине­ний на 20—40 МПа ниже, чем при испытании по методу заданной деформации в «скобе».

Дата добавления: 2015-08-17