1561НБН сплав

Марка 1561НБН: расшифровка обозначения

Алюминиевый лист 1561НБН — деформируемый коррозионностойкий термически неупрочняемый сплав системы Al–Mg в нагартованном состоянии с технологической плакировкой. Цифровое обозначение 1561 соответствует буквенному АМг61; оба варианта равнозначны в нормативной документации.

В обозначении состояния НБН по ОСТ 1 92073-82:

• Н — нагартованное состояние (холодная пластическая деформация без последующего полного отжига);
• Б — технологическая плакировка (тонкий поверхностный слой алюминия высокой чистоты, нанесённый в процессе прокатки);
• Н — стабилизирующий нагрев после нагартовки (снятие пиковых остаточных напряжений без существенного снижения прочности).

В отличие от отожжённого состояния (1561М, 1561БМ), нагартовка обеспечивает значительно более высокий предел текучести, что принципиально для нагруженных корпусных конструкций судов.

Химический состав сплава АМг61 по ОСТ 1 92014-90

Сплав относится к системе алюминий–магний (серия 5xxx по международной классификации). Ниже приведён состав по ОСТ 1 92014-90. Алюминий — основа.

Элемент	Содержание, %
Магний (Mg)	5,5–6,5
Марганец (Mn)	0,7–1,1
Кремний (Si)	≤0,4
Железо (Fe)	≤0,4
Медь (Cu)	≤0,1
Цирконий (Zr)	0,02–0,12
Цинк (Zn)	≤0,2
Бериллий (Be)	0,0001–0,003
Алюминий (Al)	основа

Каждая нерегламентированная примесь — не более 0,05 %; суммарное содержание прочих примесей — не более 0,10 %.

Роль легирующих и модифицирующих элементов

Магний — основной упрочнитель. При содержании 5,5–6,5 % он образует твёрдый раствор замещения с алюминием, повышая прочность без какой-либо термической обработки. Превышение ~7 % Mg приводит к выделению по границам зёрен фазы β-Mg₂Al₃, которая катастрофически снижает стойкость к коррозии под напряжением в морской воде. Именно поэтому верхняя граница жёстко зафиксирована на 6,5 %.

Марганец (0,7–1,1 %) подавляет рост зёрна при горячей прокатке, повышает прочность и улучшает коррозионную стойкость. Повышенное (по сравнению со сплавами типа 5083) содержание Mn — характерная особенность отечественного сплава 1561, обеспечивающая ему преимущество перед зарубежными аналогами по прочности при сварке.

Цирконий (0,02–0,12 %) — модифицирующая добавка тугоплавкого металла. Подавляет рекристаллизацию при горячей обработке давлением, формирует мелкозернистую структуру и улучшает как механические свойства, так и коррозионную стойкость листа.

Медь ограничена 0,1 %: более высокое её содержание снижает коррозионную стойкость алюминиево-магниевых сплавов в морской воде за счёт образования гальванических пар на микроструктурном уровне.

Бериллий вводится в малых количествах для снижения окисляемости расплава при литье. Его содержание строго ограничено из соображений производственной безопасности.

Механические свойства листа 1561НБН

Нормируемые механические свойства нагартованного листового проката 1561Н/1561НБ по ОСТ 1 92073-82 (толщина 2–10 мм):

Показатель	Значение
Предел текучести σ₀,₂, МПа	≥245
Временное сопротивление σB, МПа	≥350
Относительное удлинение δ₅, %	≥10
Плотность при 20 °С, кг/м³	2650

Для сравнения: тот же сплав в отожжённом состоянии (1561М, толщина 3,5–4,5 мм) имеет σ₀,₂ ≥180 МПа и σB ≥330 МПа при удлинении ≥15 %. Нагартовка увеличивает предел текучести примерно на 35 % при умеренном снижении пластичности, что и определяет выбор состояния НБН для конструктивных применений.

Сплав 1561 обеспечивает надёжную работу деталей и конструкций в температурном диапазоне от −196 °С до +70 °С. Нижняя граница позволяет применять материал при криогенных температурах. Верхняя ограничена необходимостью сохранять нагартованную структуру: при длительном воздействии температур выше +70 °С возможно постепенное разупрочнение.

Технологические характеристики

Свариваемость и особенности сварных соединений

Сплав 1561 хорошо сваривается аргонодуговым методом (ТИГ и МИГ). Рекомендуемый присадочный материал — сварочная проволока СвАМг61 по ГОСТ 4784-97, что обеспечивает близость состава шва и основного металла.

Принципиальная особенность нагартованных состояний (Н, НБН): в зоне термического влияния при сварке происходит разупрочнение до уровня, близкого к отожжённому состоянию. Прочность в ЗТВ снижается приблизительно на 20–25 % относительно основного металла. При проектировании сварных конструкций это необходимо учитывать в расчётах. Отличительная черта 1561 перед другими сплавами серии 5xxx — относительно небольшая потеря прочности в зоне сварного шва, что при грамотных конструктивных решениях позволяет реализовать высокие характеристики материала.

Отжиг нагартованных листов, если он всё же необходим, проводят при низких температурах во избежание выделения β-фазы по границам зёрен и ухудшения коррозионных свойств. Термическое упрочнение (закалка + искусственное старение) к данному сплаву неприменимо — он термически неупрочняем.

Коррозионная стойкость в морской воде

Лист 1561НБН обладает высокой стойкостью к общей, питтинговой и щелевой коррозии в морской воде. Этому способствуют несколько факторов одновременно: высокое содержание Mg в твёрдом растворе, строгое ограничение меди (≤0,1 %), жёсткий контроль суммы примесей (≤0,10 %), а также технологическая плакировка — поверхностный слой алюминия высокой чистоты, дополнительно защищающий основу от межкристаллитного коррозионного поражения.

Именно комбинация нагартованной основы с плакировкой отличает листы в состоянии НБН: нагартовка обеспечивает прочность, плакировка — защиту поверхности, наиболее уязвимой к коррозионному воздействию морской воды.

Применение в судостроении

Лист 1561НБН — один из основных конструкционных материалов для сварных корпусов скоростных морских судов. Сочетание высокого предела текучести, малой плотности и стойкости в морской воде определяет его применение там, где требуется минимальная масса конструкции при высоких прочностных и ресурсных требованиях.

Типовые направления применения:

• корпусные конструкции скоростных судов на подводных крыльях и воздушной подушке;
• палубные перекрытия, поперечные переборки и обшивка борта патрульных и пассажирских катеров;
• корпусные конструкции военно-морских судов с требованиями Морского регистра;
• сварные конструкции, эксплуатируемые длительно в контакте с морской водой или в условиях морского климата.

По отношению к сплаву АМг6 (1560) листы 1561НБН обеспечивают более высокий предел текучести при сопоставимой коррозионной стойкости, что позволяет конструктору снизить расчётную толщину сечений без нарушения условий прочности.

Формы поставки и нормативная документация

Листы 1561НБН поставляются в нагартованном состоянии с технологической плакировкой. Основные регулирующие документы:

• ОСТ 1 92073-82 — листы из алюминиевых сплавов для судостроения: химический состав, механические свойства, правила приёмки;
• ГОСТ Р 56371-2015 — современный стандарт на листы из алюминиевых сплавов для судостроения (в том числе 1561НБН);
• ОСТ 1 92014-90 — нормирует химический состав деформируемых алюминиевых сплавов, включая АМг61 (1561);
• ТУ 1-2-276-80 — листы и полосы из алюминиевых сплавов (дополнительный размерный ряд).

Типовой размерный диапазон листов в нагартованном состоянии (НБН) по ГОСТ Р 56371-2015:

Параметр	Диапазон
Толщина, мм	2–10
Ширина, мм	до 2000
Длина, мм	2000–7000

Листы поставляются партиями с сертификатом качества, содержащим результаты химического анализа и механических испытаний. Согласно ГОСТ Р 56371-2015, контролю механических свойств подвергается 100 % листов в нагартованном состоянии (1561НБН).

Другие марки и состояния алюминиевого листового проката — в разделе алюминиевый прокат.