Алюминиевый лист Д16АТ/Д16АМ/Д16

Листовой прокат из алюминиевого деформируемого сплава Д16 — один из наиболее востребованных конструкционных материалов в авиационном и общем машиностроении. Высокое отношение прочности к плотности делает листы Д16АТ, Д16АМ и Д16 пригодными для нагруженных элементов конструкций там, где критична масса.

Химический состав сплава Д16 по ГОСТ 4784-2019

Сплав Д16 (числовое обозначение 1160) относится к системе Al–Cu–Mg–Mn (дюралюмины). Химический состав регламентируется ГОСТ 4784-2019 (введён взамен ГОСТ 4784-97 с 1 сентября 2019 г.).

Элемент	Содержание, %	Роль в сплаве
Al	90,9–94,7	Основа
Cu	3,8–4,9	Главный упрочнитель — образует фазу CuAl₂ при старении
Mg	1,2–1,8	Усиливает эффект упрочнения совместно с медью
Mn	0,3–0,9	Образует дисперсоиды, тормозит рост зёрен, повышает сопротивление усталости
Fe	до 0,5	Примесь; ограничивается для сохранения вязкости
Si	до 0,5	Примесь
Zn	до 0,25	Примесь
Ti	до 0,15	Примесь; измельчает зерно при литье
Cr	до 0,1	Примесь

Плотность сплава составляет около 2,77 г/см³. Высокое содержание меди обеспечивает хорошую прочность после термической обработки, но снижает коррозионную стойкость и делает сплав практически несвариваемым методами плавления. Для соединения деталей из Д16 применяют клёпку, болтовые и резьбовые крепления, точечную контактную сварку.

Состояния поставки листов Д16: Д16АТ, Д16АМ, Д16

В зависимости от термической обработки и наличия плакировки листы поставляются в трёх основных состояниях.

Лист Д16АТ — закалённый и естественно состаренный

Обозначение «А» — нормальная плакировка, «Т» — закалка и естественное старение. Это наиболее распространённое состояние: лист обладает максимальной прочностью среди всех видов Д16-проката. Применяется в нагруженных конструкциях. Рабочая температура не должна превышать +120 °C — при длительном нагреве выше этого значения происходит разупрочнение и развитие межкристаллитной коррозии.

Лист Д16АМ — отожжённый

«М» — отожжённое (мягкое) состояние. Лист значительно пластичнее Д16АТ, хорошо поддаётся гибке, вытяжке и профилированию. Прочность в 2–2,5 раза ниже, чем у Д16АТ. Применяется там, где требуется формообразование без последующей термической обработки.

Лист Д16 — без плакировки

Неплакированный лист поставляется в нескольких состояниях по ГОСТ 21631-76: без термической обработки, закалённый и естественно состаренный (Д16Т), нагартованный после закалки (Д16ТН) и др. Без защитного покрытия сплав склонен к питинговой и межкристаллитной коррозии во влажной и промышленной атмосфере — требует дополнительной защиты (анодирование, лакокрасочное покрытие, оксидирование).

Сортамент и размеры листов Д16 по ГОСТ 21631-76 / ГОСТ 21631-2019

Геометрические размеры, допуски и сортамент алюминиевых листов регламентируются ГОСТ 21631-76 (межгосударственный) и его действующей в России редакцией — ГОСТ 21631-2019. Ниже приведены типовые диапазоны для листов Д16АТ и Д16АМ.

Толщина, мм	Ширина, мм	Длина, мм
0,5–1,9	1000–1600	2000–5000
2,0–10,5	1000–2000	2000–7200

Листы изготавливают нормальной и повышенной точности по толщине, ширине и длине. Точность обозначается буквой «П» в маркировке соответствующего параметра.

Плакировка алюминиевых листов Д16

Листы Д16АТ и Д16АМ поставляются с нормальной плакировкой (обозначение «А»). Плакирующий слой — технически чистый алюминий с содержанием Al не менее 99,30% (по ГОСТ 21631-76: Fe ≤ 0,30%, Si ≤ 0,30%, Cu ≤ 0,02%). Толщина плакирующего слоя с каждой стороны зависит от толщины листа и нормируется ГОСТ 21631-76: для листов до 4,0 мм она выше, для более толстых — не менее 2,0% от толщины листа.

Плакирующий слой электрохимически защищает основной металл, обеспечивая протекторную защиту в местах царапин и повреждений. Именно поэтому листы Д16АТ и Д16АМ практически всегда поставляются плакированными.

Механические свойства листов Д16АТ и Д16АМ

Нормируемые механические характеристики по ГОСТ 21631-2019 (соответствуют требованиям ГОСТ 21631-76).

Марка	Толщина, мм	σв, МПа, не менее	σ0,2, МПа, не менее	δ, %, не менее
Д16АТ	0,5–1,9	405	270	13
Д16АТ	св. 1,9–6,0	425	275	11
Д16АТ	св. 6,0–10,5	425	275	10
Д16АМ	0,5–1,9	145–225	—	10
Д16АМ	св. 1,9–10,5	145–235	—	10

Для Д16АМ предел текучести отдельно не нормируется — в отожжённом состоянии прочность и текучесть сближены. Широкий диапазон σв для Д16АМ (145–225 МПа) обусловлен допуском на степень отжига.

Применение листов Д16АТ и Д16АМ

Лист Д16АТ применяют прежде всего там, где важна удельная прочность — отношение σв к плотности — и допустимы клёпаные или болтовые соединения:

• обшивка и силовые панели летательных аппаратов;
• шпангоуты, стрингеры, нервюры;
• несущие конструкции транспортного машиностроения;
• корпусные детали приборостроения и радиотехники;
• конструкции судостроения (надводные надстройки).

Лист Д16АМ используют в операциях холодного формообразования — гибке, вытяжке, профилировании — когда готовое изделие не требует высокой прочности или будет подвергнуто дополнительной термической обработке после штамповки.

Информацию о прутках и плитах из того же сплава см. на страницах Пруток алюминиевый Д16Т/Д16 и Алюминиевая плита Д16.

Механическая обработка и соединение деталей из Д16

Сплав Д16 хорошо обрабатывается резанием: фрезерование, сверление, токарная обработка выполняются без затруднений стандартным инструментом по режимам для алюминиевых сплавов. При сверлении отверстий под заклёпки и болты применяют острозаточенный инструмент с охлаждением для предотвращения задиров.

Сварка плавлением (дуговая, газовая) для Д16 не рекомендуется: зона термического влияния разупрочняется, а горячие трещины при кристаллизации шва — типичный дефект. Допустима точечная контактная сварка при технологически обоснованных режимах. Основной способ соединения — заклёпочные и болтовые соединения, которые исторически являются конструктивной нормой для дюралей в авиационных конструкциях.

Маркировка, приёмка и формы поставки

Листовой прокат из Д16 проходит обязательный контроль механических свойств согласно ГОСТ 21631-76. Каждый лист или рулон маркируется с указанием:

• марки сплава (Д16) и состояния (АТ, АМ и т. д.);
• типа плакировки (А — нормальная, Б — технологическая);
• номинальных размеров и точности изготовления;
• номера партии и клейма ОТК;
• обозначения стандарта.

Листы поставляются в листах мерной и немерной длины, а также в рулонах (для тонких толщин). Для уточнения наличия, толщин и условий отгрузки — направьте заявку с указанием марки, состояния, толщины и объёма.