Сплав АМг4

АМг4 (числовое обозначение 1540, по ИСО — AlMg4 / 5086) — деформируемый алюминиево-магниевый сплав системы Al–Mg, предназначенный для изготовления полуфабрикатов методом горячей и холодной деформации. Сочетает умеренную прочность, высокую пластичность и устойчивость к коррозии, в том числе в морской среде.

Химический состав АМг4 по ГОСТ 4784-2019

Химический состав регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 4784-2019 (заменил ГОСТ 4784-97; введён в действие с 01.09.2019). Сплав относится к таблице Al–Mg-сплавов стандарта.

Элемент	Содержание, %
Al (алюминий)	основа (93,15–96,23)
Mg (магний)	3,5–4,5
Mn (марганец)	0,2–0,7
Cr (хром)	0,05–0,25
Fe (железо)	до 0,5
Si (кремний)	до 0,4
Zn (цинк)	до 0,25
Ti (титан)	до 0,15
Cu (медь)	до 0,1
Be (бериллий)	0,0002–0,005
Прочие примеси	каждая ≤ 0,05; суммарно ≤ 0,15

Магний — основной легирующий элемент, обеспечивающий прочность и коррозионную стойкость. Марганец повышает прочность и снижает склонность к росту зерна при горячей деформации. Хром измельчает структуру и дополнительно тормозит рост зерна. Бериллий вводят в малых количествах для снижения интенсивности окисления расплава при литье заготовок.

Механические свойства сплава АМг4

Приведённые значения соответствуют прессованному прутку при температуре 20°С (данные марочника, ГОСТ 4784-2019 / ГОСТ 21488-97). Для листов в нагартованном состоянии прочность выше, в отожжённом — ниже; конкретные нормы устанавливает ГОСТ 21631.

Характеристика	Значение
Временное сопротивление разрыву σв	320 МПа
Предел текучести σт	190 МПа
Относительное удлинение δ5	15%
Относительное сужение ψ	40%

Высокое значение относительного сужения (40%) и удлинения (15%) подтверждают хорошую пластичность сплава, что важно при штамповке, гибке и формовке листовых заготовок. АМг4 не упрочняется термической обработкой — упрочнение достигается исключительно холодной деформацией (нагартовкой). Это нужно учитывать при расчёте сварных конструкций: зона термического влияния в процессе сварки разупрочняется до уровня отожжённого состояния.

Физические свойства сплава АМг4

Ряд физических свойств зависит от температуры, поэтому данные приведены с указанием температурного диапазона.

Характеристика	Значение	Условия
Плотность ρ	2660 кг/м³	20°С
Модуль упругости E	71 000 МПа (71 ГПа)	20°С
Удельное электросопротивление R	60,9·10⁻⁹ Ом·м	20°С
Теплопроводность λ	138 Вт/(м·°С)	100°С
Удельная теплоёмкость C	963 Дж/(кг·°С)	диапазон 20–100°С
Коэффициент линейного расширения α	24,3·10⁻⁶ 1/°С	диапазон 20–100°С

Плотность 2660 кг/м³ незначительно превышает плотность чистого алюминия (2700 кг/м³ при более высоком содержании Al) и почти вдвое меньше плотности конструкционных сталей, что определяет низкую массу конструкций из АМг4.

Коррозионная стойкость сплава АМг4

АМг4 относится к группе Al-Mg сплавов с высокой общей коррозионной стойкостью. Сплав устойчив к атмосферной коррозии, воздействию пресной и морской воды, слабых кислот и щелочных сред. В отожжённом состоянии практически не склонен к коррозионному растрескиванию и межкристаллитной коррозии.

Важная особенность: коррозионная стойкость сварного шва в зоне термического влияния у Al-Mg сплавов (в отличие от термически упрочняемых сплавов серии 2ххх и 7ххх) практически не уступает основному металлу — это делает АМг4 предпочтительным для изготовления сварных ёмкостей и конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах.

Технологические свойства: деформация, сварка, обработка резанием

Деформация

Сплав хорошо обрабатывается давлением как в горячем, так и в холодном состоянии — в отличие от более высоколегированных сплавов АМг5 и АМг6, которые быстро нагартовываются при холодной деформации и требуют промежуточных отжигов. АМг4 может прокатываться, прессоваться и штамповаться с умеренным числом промежуточных отжигов.

Сварка

Основные применяемые методы сварки — аргонодуговая (TIG и MIG) и контактная. Оба обеспечивают надёжное соединение при правильном выборе присадочного материала и режимов. Газовая сварка сплава технически допустима, однако в ответственных несущих и герметичных конструкциях не используется из-за сложности обеспечения требуемого качества шва.

При сварке необходимо учитывать, что АМг4 — термически неупрочняемый сплав: если листовая заготовка находилась в нагартованном состоянии, зона термического влияния разупрочняется до уровня отожжённого металла. Это учитывается при расчёте сварных соединений — нормируемые свойства сварного шва принимаются по отожжённому состоянию основного материала.

Обработка резанием

Сплав АМг4 обрабатывается резанием удовлетворительно. По сравнению с АМг1 и АМг2 (которые в отожжённом состоянии режутся плохо) АМг4 допускает более производительные режимы обработки, но уступает более высоколегированным АМг5 и АМг6.

Применение сплава АМг4

Сплав востребован в отраслях, где сочетание коррозионной стойкости, свариваемости и умеренной прочности важнее максимальной удельной прочности:

• Судостроение — корпусные конструкции, обшивка, палубные надстройки, переборки речных и морских судов; высокая стойкость к морской воде делает сплав предпочтительным для сварных корпусных секций.
• Транспортное машиностроение — кузовные элементы, рамы, конструктивные панели автомобилей и железнодорожного подвижного состава.
• Строительные конструкции — несущие профили, витражные системы, оконные и дверные блоки, фасадные конструкции.
• Холодильное и климатическое оборудование — теплообменники, корпуса кондиционеров и холодильных установок; теплопроводность и коррозионная стойкость определяют его пригодность для этих применений.
• Сварные ёмкости и резервуары — баллоны различного назначения, технологические ёмкости и трубопроводы для агрессивных сред.
• Гидравлическое оборудование — корпуса, блоки, фланцы, работающие в контакте с водой и водными растворами.

Полуфабрикаты и формы поставки

Из сплава АМг4 производят следующие виды полуфабрикатов:

• Листы — по ГОСТ 21631 (листы из алюминия и алюминиевых сплавов); поставляются в отожжённом (М), нагартованном (Н) и полунагартованном (Н2) состояниях.
• Прутки прессованные — круглые, квадратные, шестигранные по ГОСТ 21488-97; применяются для изготовления деталей механической обработкой.
• Профили прессованные — по ГОСТ 8617; для строительных и конструкционных применений.
• Трубы прессованные — по ГОСТ 18482.

Состояние поставки (степень нагартовки) влияет на конечные механические свойства и должно быть оговорено в заказе. Для сварных конструкций, где зона термического влияния разупрочняется, целесообразно использовать отожжённое состояние (М), чтобы свойства конструкции были однородными.

Подробнее о доступных видах проката — на странице алюминиевый прокат.

Зарубежные аналоги АМг4

Ближайшие аналоги сплава АМг4 (1540) в зарубежных стандартах:

Страна / организация	Стандарт	Обозначение
США	AA (Aluminum Association)	AA5086, AA5083
Германия	DIN / WNr	AlMg4 (3.3547), AlMg4Mn, AlMg4,5Mn
Япония	JIS	5086, 5083
Франция	AFNOR	5086, A-G4MC
Евросоюз	EN	ENAW-5086, ENAW-AlMg4
Международный	ISO 209	5086, AlMg4, AlMg4Mn

При работе с импортными сертификатами или международными проектами рекомендуется выполнять покомпонентную сверку химического состава — AA5086 и AA5083 имеют несколько отличающиеся диапазоны содержания марганца по сравнению с АМг4 по ГОСТ 4784-2019.

Серию алюминиево-магниевых сплавов АМг в сравнении — на странице алюминиево-магниевые сплавы серии АМг.