Алюминиевый лист АМг5М/АМг5

Алюминиевый лист АМг5 — плоский полуфабрикат из деформируемого сплава системы Al–Mg (магналий), содержащего около 5 % магния. Листовой прокат этой марки сочетает среднюю прочность, хорошую пластичность, коррозионную стойкость и отличную свариваемость, что делает его востребованным конструкционным материалом в судостроении, транспортном машиностроении и химической промышленности.

Альтернативное цифровое обозначение сплава — 1550. Зарубежные аналоги: AA5056 (США), AlMg5 / 3.3555 (Германия), 5056 (Япония). Соответствие аналогов приблизительное — точный химический состав может различаться.

Химический состав алюминиевого листа АМг5

Химический состав сплава АМг5 регламентирован ГОСТ 4784-2019 (таблица 5, система Al–Mg). Ранее действовал ГОСТ 4784-97, который заменён актуальной редакцией стандарта.

Прочие примеси: каждая не более 0,05 %, суммарно не более 0,1 %. Содержание алюминия определяется расчётом — как разность между 100 % и суммой всех определяемых элементов.

Роль легирующих элементов в сплаве АМг5

Магний — основной легирующий элемент. С ростом содержания Mg повышаются прочность и твёрдость сплава, но снижаются пластичность, коррозионная стойкость, тепло- и электропроводность. Марганец уменьшает зернистость, улучшает однородность структуры и механические свойства. Титан вводится как модификатор для измельчения зерна, что снижает склонность к растрескиванию при сварке. Бериллий в микроколичествах улучшает свариваемость и снижает окисление расплава.

Механические свойства листа АМг5 при температуре 20 °C

Механические характеристики зависят от вида полуфабриката, толщины и состояния материала. Ниже приведены минимальные нормируемые значения для различных видов проката из сплава АМг5.

Твёрдость по Бринеллю: HB 10⁻¹ = 65 МПа. Данные приведены по марочнику сталей и сплавов.

Для листов толщиной 5,0–10,5 мм без термической обработки ГОСТ 21631 устанавливает: σ_в ≥ 275 МПа, σ_0,2 ≥ 130 МПа, относительное удлинение δ ≥ 12–15 % в зависимости от толщины.

Физические свойства сплава АМг5

Источник: марочник сталей и сплавов (splav-kharkov.com). Температура плавления приведена ориентировочно для сплавов системы Al–Mg с ~5 % Mg.

По сравнению со сплавами АМг2 и АМг3 теплопроводность и электропроводность у АМг5 ниже — это прямое следствие повышенного содержания магния в твёрдом растворе. Подробнее о свойствах магналиев различных марок — в материале алюминиево-магниевые сплавы АМг.

Состояния поставки: лист АМг5М и АМг5Н

Сплав АМг5 относится к термически неупрочняемым сплавам. Это означает, что закалка и искусственное старение к нему не применяются — в отличие от сплавов Д16 или В95. Упрочнение достигается исключительно нагартовкой (холодной деформацией).

Основные состояния поставки листового проката:

Отжиг сплава АМг5 проводится при температуре 310–340 °C с выдержкой 1–2 часа и последующим охлаждением на воздухе. После отжига материал приобретает равновесную структуру и максимальную пластичность.

Размеры алюминиевых листов АМг5 по ГОСТ

Геометрические параметры листового проката из сплава АМг5 определяются ГОСТ 21631 (ранее действовала редакция 1976 г., затем 2019 г., актуальная — 2023 г.).

Предельные отклонения по толщине для листов АМг5 толщиной 5 мм и более (отожжённых и без термообработки) составляют ±5 % от номинала. Листы выпускаются нормальной и повышенной точности изготовления.

Классификация листов по отделке и плакировке

По качеству отделки поверхности листы АМг5 подразделяются на изделия с обычной и повышенной отделкой (высокая отделка для АМг5 не предусмотрена — она доступна только для сплавов АМц и АМг2). По наличию плакировки: без плакировки, с нормальной плакировкой (обозначение «А»), с утолщённой плакировкой (обозначение «У»). Плакировка представляет собой тонкий слой технически чистого алюминия на поверхности листа, обеспечивающий дополнительную защиту от коррозии.

Коррозионная стойкость сплава АМг5

Сплав АМг5 обладает хорошей общей коррозионной стойкостью и устойчив к воздействию пресной и морской воды, что обусловило его широкое применение в судостроении. Однако с увеличением содержания магния (по сравнению с АМг2 и АМг3) стойкость к коррозии несколько снижается — это общая закономерность для всей системы Al–Mg.

Следует учитывать, что при длительной эксплуатации при повышенных температурах (свыше 60–80 °C) в нагартованном состоянии сплав может проявлять склонность к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. В отожжённом состоянии (АМг5М) этот риск значительно ниже.

Свариваемость алюминиевого листа АМг5

Свариваемость — одно из ключевых достоинств сплава АМг5. Листовой прокат этой марки хорошо сваривается всеми основными способами: аргонодуговой сваркой (TIG/MIG), точечной контактной сваркой, роликовой сваркой. Точечная сварка считается одним из предпочтительных методов. Присутствие титана в составе снижает склонность сварных швов к образованию горячих трещин.

При этом прочность сварного шва несколько ниже, чем прочность основного металла. Коэффициент прочности сварного соединения составляет ориентировочно 0,9–0,95 от прочности основного металла в отожжённом состоянии. Для нагартованного металла (АМг5Н) зона термического влияния при сварке разупрочняется до уровня отожжённого состояния.

Обработка резанием и пластическая деформация

Сплав АМг5 хорошо обрабатывается на токарных и фрезерных станках. По обрабатываемости резанием он превосходит АМг2 и АМг3 благодаря большей твёрдости, которая обеспечивает лучшее стружкообразование.

Деформация давлением (гибка, штамповка, вытяжка) требует учёта того, что АМг5 интенсивно нагартовывается в процессе холодной обработки. При значительных степенях деформации необходимы промежуточные отжиги для восстановления пластичности. Горячая деформация выполняется при температурах 350–420 °C. Рекомендуемые минимальные радиусы гибки зависят от толщины листа и состояния материала — для отожжённых листов они существенно меньше, чем для нагартованных.

Применение алюминиевого листа АМг5 в промышленности

Листовой прокат из сплава АМг5 применяется для конструкций средней нагруженности, где критичны малый вес, коррозионная стойкость и возможность получения прочных сварных соединений:

При выборе между марками АМг важно учитывать, что АМг5 занимает промежуточное положение: по прочности он существенно превосходит АМг2 и АМг3, но уступает им по пластичности и коррозионной стойкости. Близкий по свойствам сплав АМг6 обладает более высокой прочностью, однако сложнее деформируется в холодном состоянии.

Маркировка, упаковка и условия поставки листа АМг5

Маркировка листов наносится краской или клеймением и включает: марку сплава и состояние материала (например, АМг5М), вид плакировки (при наличии), толщину листа, номер партии, штамп технического контроля. Пример обозначения по ГОСТ 21631: Лист АМг5.М 2×1200×3000 — лист из сплава АМг5, отожжённый, толщиной 2 мм, шириной 1200 мм, длиной 3000 мм.

Листы поставляются в пачках или стопах с защитой от механических повреждений и коррозии. Между листами прокладываются разделительные материалы (бумага, плёнка). Упаковка и транспортирование выполняются в соответствии с требованиями стандарта на листовую продукцию.

Формы поставки проката из сплава АМг5

Помимо листов, продукция из сплава АМг5 выпускается в широком ассортименте полуфабрикатов: плиты, ленты, прутки прессованные, трубы (прессованные и сварные), профили прессованные различного сечения (швеллеры, уголки, тавры, двутавры, зетовые профили). Конкретный перечень стандартов на полуфабрикаты определяется видом проката и требованиями заказчика.