Деформируемые алюминиевые сплавы

Область применения ГОСТ 4784-2019

ГОСТ 4784-2019 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки» — межгосударственный стандарт, устанавливающий марки и химический состав деформируемого алюминия и алюминиевых сплавов. Стандарт введён в действие 1 сентября 2019 года приказом Росстандарта № 435-ст и заменил предыдущую редакцию — ГОСТ 4784-97. В 2023 году к стандарту было выпущено Изменение № 1 (вступило в силу 01.06.2023).

Стандарт распространяется на алюминий и деформируемые алюминиевые сплавы, предназначенные для изготовления полуфабрикатов методом горячей или холодной деформации: лент в рулонах, листов, кругов-дисков, плит, полос, прутков, профилей, панелей, шин, труб, катанки, проволоки, поковок и штампованных поковок, а также слябов и слитков.

При разработке учтены положения европейского стандарта EN 573-3:2013 и международного ISO 209:2007, что обеспечивает корреляцию отечественных марок с зарубежными аналогами.

Структура стандарта и принцип классификации

ГОСТ 4784-2019 систематизирует деформируемые алюминиевые сплавы по легирующим системам. Каждая система выделена в отдельную таблицу с указанием марок, массовой доли основных легирующих элементов, допустимых примесей и плотности. Стандарт содержит 12 таблиц химических составов:

Таблица	Легирующая система	Характерные марки
1	Алюминий (технический)	АД000, АД00, АД0, АД1, АД
2	Al–Cu–Mg, Al–Cu–Mn	Д1, Д16, Д19, АК4-1, АК6, АК8
3	Al–Mn	АМц, АМцС, ММ, Д12
4	Al–Si	СИЛ2С, СИЛ1С, АК12Д
5	Al–Mg	АМг1, АМг2, АМг3, АМг4, АМг5, АМг6
6	Al–Mg–Si	АД31, АД33, АВ, АД35
7	Al–Zn–Mg	В91, В93, В95, В96ц, 1901, 1973
8	Al–Fe	АЖ, АЖ1, АЦЕ, 8011
9	Al–Li	ВАД23 (Д23)
10	Сплавы для проволоки холодной высадки	Д1П, Д16П, В95П
11–12	Сплавы для сварочной проволоки	СвА99, СвАМг5, СвАМг6, СвАК5

Помимо отечественных марок, в каждую таблицу включены марки по европейской (EN), международной (ISO) и американской (Aluminum Association) классификациям — с полными данными по химическому составу. Справочное приложение Б содержит таблицу ближайших зарубежных аналогов отечественных марок.

Общие требования к химическому составу

ГОСТ 4784-2019 устанавливает ряд обязательных требований, общих для всех марок:

Для марок технического алюминия (таблица 1) отношение содержания железа к кремнию должно быть не менее единицы. Это же правило действует для сплавов марок АМцС, 1545К, 1570С и AMg5Sc (1580), а также для сварочной проволоки большинства марок.

Фактическое содержание алюминия определяют как разность между 100 % и суммой всех определяемых элементов с точностью до второго десятичного знака. Содержание титана, введённого в качестве модификатора, при определении марки алюминия в сумме примесей не учитывают.

Во всех марках допускается частичная или полная замена титана бором или другими модификаторами, обеспечивающими мелкозернистую литую структуру. Массовые доли бериллия, бора и церия устанавливаются по расчёту шихты и химическим анализом не контролируются, если нет технической возможности.

Для сплавов, контактирующих с пищевыми продуктами, установлены жёсткие ограничения: свинец — не более 0,15 %, мышьяк — не более 0,015 %, цинк — не более 0,3 %, бериллий — не более 0,0005 %.

Система маркировки деформируемых алюминиевых сплавов

В ГОСТ 4784-2019 для каждой марки приводится два варианта обозначения: буквенное (традиционное) и цифровое. Цифровая маркировка является четырёхзначной. Последняя цифра несёт информацию о назначении: нечётная — деформируемый сплав, чётная — литейный. Для опытных сплавов перед маркой ставят «0», и обозначение становится пятизначным (например, 01570).

Дополнительная маркировка в зависимости от назначения:

Буква	Значение
Е	Гарантированные электрические характеристики
Ш	Для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами
П	Для проволоки холодной высадки

Предпочтительной является международная цифровая система обозначения. Буквенные обозначения, основанные на химических символах легирующих компонентов, указываются для справки.

Принцип буквенной маркировки

Буквенные обозначения отечественных марок исторически не имеют единой системы. Они могут отражать: основной легирующий компонент (АМц — алюминий-марганец, АМг — алюминий-магний), назначение сплава (АК — алюминий ковочный), общепринятое название (Д — дуралюмин, АВ — авиаль, В95 — высокопрочный), или связь с разработавшей организацией (ВАД — ВИАМ, алюминиевый деформируемый). Цифры после буквенного обозначения в сплавах системы Al–Mg приблизительно указывают процентное содержание магния (АМг5 — около 5 % Mg).

Система Al–Cu–Mg: дюралюмины (серия 2ххх)

Сплавы системы алюминий–медь–магний — термически упрочняемые конструкционные материалы с высокой прочностью. Основные легирующие элементы: медь (2–7 %), магний (0,2–2,7 %), марганец (0,3–1,0 %). Характерная особенность — значительное повышение прочности после закалки и старения.

Химический состав основных дюралюминов по ГОСТ 4784-2019

Марка	Цифровое обозначение	Cu, %	Mg, %	Mn, %	Si, % (не более)	Fe, % (не более)	Плотность, кг/дм³
Д1	1110	3,5–4,8	0,40–0,8	0,40–1,0	0,20–0,8	0,7	2,80
Д16	1160	3,8–4,9	1,2–1,8	0,30–0,9	0,50	0,50	2,77
Д16ч	—	3,8–4,9	1,2–1,8	0,30–0,9	0,20	0,30	2,78
Д19	1190	3,8–4,3	1,7–2,3	0,5–1,0	0,5	0,5	2,76
АК4-1	1141	1,9–2,7	1,2–1,8	0,2 (не более)	0,35	0,8–1,4	2,80
АК6	1360	1,8–2,6	0,4–0,8	0,4–0,8	0,7–1,2	0,7	2,75
АК8	1380	3,9–5,0	0,20–0,8	0,40–1,0	0,50–1,2	0,7	2,80

Д16 (международный аналог — 2024) — наиболее распространённый дюралюмин. Отличается от Д1 повышенным содержанием магния (1,2–1,8 % против 0,40–0,8 %), что обеспечивает более высокий предел прочности и текучести. Марка Д16ч (чистая) содержит пониженный уровень железа и кремния, что улучшает характеристики вязкости разрушения и усталостной долговечности.

Сплавы АК4-1 и АК6 — ковочные, легированные дополнительно никелем (АК4-1: 0,8–1,4 % Ni) или кремнием (АК6: 0,7–1,2 % Si). Сплав АК4-1 предназначен для деталей, работающих при повышенных температурах: лопатки и диски компрессоров, поршни.

Система Al–Mn: коррозионностойкие сплавы (серия 3ххх)

Сплавы системы алюминий–марганец — термически неупрочняемые, с умеренной прочностью и высокой коррозионной стойкостью. Марганец — единственный легирующий элемент, который не только не снижает, но даже несколько повышает коррозионную стойкость алюминия.

Химический состав сплавов Al–Mn по ГОСТ 4784-2019

Марка	Цифровое обозначение	Mn, %	Mg, %	Cu, %	Плотность, кг/дм³
АМц	1400	1,0–1,5	0,2 (не более)	0,2 (не более)	2,73
АМцС	1401	1,0–1,4	0,05 (не более)	0,1 (не более)	2,73
ММ	1403	1,0–1,5	0,20–0,6	0,30 (не более)	2,72
Д12	1521	1,0–1,5	0,8–1,3	0,25 (не более)	2,72

Сплав АМц (аналог 3003) — один из наиболее востребованных в промышленности: применяется для изготовления трубопроводов, ёмкостей, декоративных элементов. Допускает все виды сварки. Сплав Д12 (аналог 3004) содержит дополнительно магний (0,8–1,3 %), что повышает прочность при сохранении хорошей пластичности.

Система Al–Mg: магналии (серия 5ххх)

Сплавы системы алюминий–магний — термически неупрочняемые, упрочняются нагартовкой. Отличаются высокой коррозионной стойкостью (в том числе в морской воде), хорошей свариваемостью и пластичностью. Содержание магния — от 0,5 до 6,8 %. С увеличением доли магния прочность возрастает, но при содержании выше ~6 % снижается стойкость к межкристаллитной коррозии в нагартованном состоянии.

Химический состав основных магналиев по ГОСТ 4784-2019

Марка	Цифровое обозначение	Mg, %	Mn, %	Cr, %	Плотность, кг/дм³
АМг1	1510	0,50–1,1	0,20 (не более)	0,10 (не более)	2,69
АМг2	1520	1,8–2,6	0,1–0,6	0,05 (не более)	2,69
АМг3	1530	3,2–3,8	0,3–0,6	0,05 (не более)	2,66
АМг4	1540	3,8–4,5	0,5–0,8	0,05–0,25	2,66
АМг5	1550	4,8–5,8	0,3–0,8	—	2,65
АМг6	1560	5,8–6,8	0,5–0,8	—	2,65

В стандарт включён ряд современных сплавов системы Al–Mg со скандием и цирконием: 01570, 1570С, 1575, AMg5Sc (1580). Микродобавки скандия (0,17–0,30 %) и циркония (0,05–0,15 %) формируют дисперсные частицы Al₃(Sc,Zr), существенно повышающие прочность и термическую стабильность нагартованной структуры.

Система Al–Mg–Si: авиали (серия 6ххх)

Сплавы системы алюминий–магний–кремний — термически упрочняемые, с хорошим сочетанием прочности, коррозионной стойкости, свариваемости и технологичности при обработке давлением. Основное упрочнение достигается за счёт выделения фазы Mg₂Si при искусственном старении.

Химический состав основных сплавов Al–Mg–Si по ГОСТ 4784-2019

Марка	Цифровое обозначение	Si, %	Mg, %	Cu, %	Mn, %	Плотность, кг/дм³
АД31	1310	0,20–0,6	0,45–0,9	0,1 (не более)	0,1 (не более)	2,71
АД33	1330	0,40–0,8	0,8–1,2	0,15–0,40	0,15 (не более)	2,70
АВ	1340	0,5–1,2	0,45–0,90	0,1–0,5	0,15–0,35	2,70
АД35	1350	0,7–1,3	0,6–1,2	0,10 (не более)	0,40–1,0	2,70

Сплав АД31 (международный аналог — 6063) — базовый экструзионный материал для профилей строительного и конструкционного назначения. По стандарту для профилей, подвергаемых порошковому окрашиванию или анодированию (в том числе для светопрозрачных ограждающих конструкций), рекомендуются суженные пределы: Si 0,30–0,55 %, Mg 0,35–0,60 %, Fe 0,10–0,30 %.

АД33 (аналог 6061) — более прочный сплав за счёт легирования медью (0,15–0,40 %) и повышенного содержания магния. Применяется для силовых конструкций, труб, фитингов.

Система Al–Zn–Mg: высокопрочные сплавы (серия 7ххх)

Сплавы системы алюминий–цинк–магний — термически упрочняемые, обладающие наибольшей прочностью среди всех деформируемых алюминиевых сплавов. Упрочнение достигается за счёт высокой растворимости цинка и магния при температуре плавления и резкого её снижения при охлаждении, что создаёт условия для интенсивного дисперсионного твердения.

Химический состав ключевых высокопрочных сплавов по ГОСТ 4784-2019

Марка	Цифровое обозначение	Zn, %	Mg, %	Cu, %	Плотность, кг/дм³
1901	1901	5,4–6,2	2,4–3,0	0,2 (не более)	2,78
В95	1950	5,0–7,0	1,8–2,8	1,4–2,0	2,85
В95пч	1950-1	5,0–6,5	1,8–2,8	1,4–2,0	2,85
В96ц	1960	8,0–9,0	2,3–3,0	2,0–2,6	2,89
В96ц-3	1965	7,6–8,6	1,7–2,3	1,4–2,0	2,85

В95 (ближайший международный аналог — 7075) — основной высокопрочный сплав. Дополнительно легируется хромом (0,10–0,25 %) и марганцем (0,2–0,6 %). Главный недостаток — пониженная коррозионная стойкость, особенно под механическим напряжением. Марки В95пч и В95оч отличаются сниженным содержанием примесей (железо и кремний), что улучшает вязкость разрушения.

В96ц — сверхвысокопрочный сплав с содержанием цинка до 9 %. Легируется цирконием (0,1–0,2 %) для стабилизации зёренной структуры. Плотность 2,89 кг/дм³ — максимальная среди деформируемых алюминиевых сплавов.

Технический алюминий

Таблица 1 ГОСТ 4784-2019 содержит марки деформируемого алюминия с чистотой от 99,0 до 99,8 %. Основные примеси — железо и кремний. Марки различаются по допустимому суммарному содержанию примесей и предназначению.

Марка	Содержание Al, % (не менее)	Si, % (не более)	Fe, % (не более)	Плотность, кг/дм³
АД000	99,80	0,15	0,15	2,70
АД00	99,70	0,20	0,25	2,70
АД0	99,50	0,25	0,40	2,71
АД1	99,30	0,30	0,30	2,71
АД	99,00	Si+Fe: 1,0 (суммарно)		2,71

Марки с индексом «Е» (АД00Е, АД0Е, АД31Е) гарантируют электрические характеристики и предназначены для электротехнических изделий — проводов, шин, токопроводящих элементов.

Соответствие отечественных и зарубежных марок

Приложение Б (справочное) ГОСТ 4784-2019 содержит таблицу соответствия. Следует учитывать, что приведённые аналоги — ближайшие, но не идентичные: диапазоны легирующих элементов могут различаться.

Марка по ГОСТ	Аналог EN (Европа)	Аналог AA (США)
АД0	EN AW-1050A	1050, 1060
АД1	EN AW-1235	1230, 1235
Д1	EN AW-2017A	2017
Д16	EN AW-2024	2024
АМц	EN AW-3003, EN AW-3103	3003, 3103
Д12	EN AW-3004	3004
АМг2	EN AW-5051A	5051
АМг5	EN AW-5019	—
АД31	EN AW-6063	6063
АД33	EN AW-6061	6061
В95	EN AW-7075	7075
АК8	EN AW-2014	2014

Термическая обработка и состояния поставки

ГОСТ 4784-2019 регламентирует только химический состав и не устанавливает механические свойства — они определяются стандартами на конкретные полуфабрикаты (ГОСТ 21631 — листы и плиты, ГОСТ 8617 — профили, ГОСТ 18482 — трубы и др.). Однако выбор сплава неразрывно связан с возможными режимами термической обработки.

Деформируемые алюминиевые сплавы по ГОСТ 4784-2019 делятся на две группы по способу упрочнения:

Термически неупрочняемые (упрочняются нагартовкой): технический алюминий (АД, АД0, АД1), сплавы системы Al–Mn (АМц), сплавы системы Al–Mg (АМг1–АМг6). Состояния поставки: М (мягкий, отожжённый), Н (нагартованный), Н2 (полунагартованный).

Термически упрочняемые (упрочняются закалкой и старением): дюралюмины (Д1, Д16, Д19), ковочные (АК6, АК8), авиали (АД31, АД33, АВ), высокопрочные (В95, В96ц). Состояния поставки: Т (закалка + естественное старение), Т1 (закалка + искусственное старение), Т2 (закалка + старение + нагартовка). Для листов дюралюминов применяется плакировка чистым алюминием — состояние обозначается добавлением буквы А (например, Д16АТ — плакированный, закалённый и естественно состаренный).

Формы поставки деформируемых алюминиевых сплавов

Стандарт распространяется на все основные виды деформированных полуфабрикатов из алюминия и алюминиевых сплавов: листы, плиты, ленты, полосы, прутки, профили, панели, шины, трубы, проволоку, поковки и штампованные поковки, а также исходные слитки и слябы. Конкретный сортамент, допуски по размерам и механические свойства каждого вида полуфабрикатов регламентируются отдельными стандартами на продукцию.

Отличия ГОСТ 4784-2019 от предыдущей редакции ГОСТ 4784-97

Основные изменения по сравнению с ГОСТ 4784-97:

В стандарт включены марки алюминиевых сплавов по европейской (EN 573-3), международной (ISO 209) и американской (Aluminum Association) классификациям — с полными данными по химическому составу. Это существенно упрощает подбор эквивалентов при экспортно-импортных операциях и работе с зарубежной конструкторской документацией.

Введены новые отечественные марки, в том числе сплавы со скандием (01570, 1570С, 1575, AMg5Sc) и модернизированные высокопрочные сплавы (В96ц-3пч, К48-3). Добавлены системы Al–Fe и Al–Li. Расширен перечень сплавов для сварочной проволоки.

Добавлено справочное приложение А с правилами округления результатов химического анализа и приложение Б с таблицей ближайших зарубежных аналогов. Уточнены требования к сплавам для пищевого контакта.