Дюралевый профиль

Что такое дюралевый профиль: сплав и отличие от других алюминиевых профилей

Дюралевый профиль — это прессованный профиль из дюралюминия, то есть из термически упрочняемых алюминиевых сплавов системы Al–Cu–Mg. Ключевое отличие от профилей общего назначения из АМц, АМг или АД31 — способность к значительному упрочнению при закалке и старении за счёт распада пересыщенного твёрдого раствора с выделением фаз CuAl₂ и Al₂CuMg.

В промышленной поставке под «дюралевым профилем» подразумевают прежде всего профили из сплава Д16 (Д16Т, Д16ПП), реже — из Д1. Профили из АМц, АМг, АД31, хотя и охватываются тем же ГОСТ 8617-2018, к дюралям не относятся и не обладают высокопрочными характеристиками, достижимыми термообработкой.

Химический состав сплава Д16 по ГОСТ 4784-97

Основной сплав для дюралевого профиля — Д16 (аналог 2024 по международной классификации). Состав по ГОСТ 4784-97:

Элемент	Al	Cu	Mg	Mn	Fe	Si	Zn	Ti
Содержание, %	основа (90,9–94,7)	3,8–4,9	1,2–1,8	0,3–0,9	до 0,5	до 0,5	до 0,25	до 0,15

Роль легирующих элементов. Медь и магний — основные упрочнители: при закалке они остаются в пересыщенном растворе, при старении выделяются в виде дисперсных частиц, резко увеличивая твёрдость и прочность. Марганец образует дисперсоиды Al₁₂Mn₂Cu, которые тормозят рост зерна и рекристаллизацию при горячей деформации. Железо — нежелательная примесь: кристаллизуется в виде грубых пластин, снижает пластичность и прочность, связывает часть меди в нерастворимые фазы.

Важно. Именно высокое содержание меди обусловливает пониженную коррозионную стойкость Д16 по сравнению с безмедистыми алюминиевыми сплавами. Для работы на открытом воздухе и во влажных условиях требуется защита поверхности (см. ниже).

Плотность сплава Д16: 2,78 г/см³ (2780 кг/м³).

Нормативная база: ГОСТ 8617-2018

Прессованные профили из алюминия и алюминиевых сплавов выпускаются по ГОСТ 8617-2018 (заменил ГОСТ 8617-81). Стандарт охватывает сплошные профили с площадью поперечного сечения до 200 см² и диаметром описанной окружности до 350 мм, а также полые профили — до 60 см² и 250 мм соответственно.

Классификация дюралевых профилей по ГОСТ 8617-2018

По назначению

Профили общего назначения изготовляют из сплавов Д1, Д16, АВ, АК4, АК6, В95 и ряда других. В обозначении назначение не указывается.

Профили электротехнического назначения изготовляют только из сплавов АД31 и АД31Е. В условном обозначении после номера профиля проставляются буквы ЭН. Сплав АД31 относится к системе Al-Mg-Si — это не дюраль, но входит в сферу применения того же стандарта.

По виду прочности

• Нормальная прочность — обозначение не добавляется; в маркировке стоит только марка сплава и буква состояния.
• Повышенная прочность (ПП) — добавляется суффикс «ПП»; например, Д16.Т.ПП. Профили повышенной прочности поставляются с более жёсткими допусками на механические свойства.

По состоянию материала

Обозначение	Состояние	Характерные свойства
Т	Закалённый и естественно состаренный	Максимальная прочность для профилей из Д16; наиболее распространённое состояние поставки
Т1	Закалённый и искусственно состаренный	Более высокий предел текучести, несколько сниженная пластичность по сравнению с Т; применяется там, где требуется снизить ползучесть
Т5	Неполная закалка (от температуры конца горячей деформации) + искусственное старение	Применяется для профилей сложной формы, когда полная закалка в растворе нецелесообразна
М	Отожжённый	Минимальная прочность, максимальная пластичность; используется для заготовок под последующую доработку
без доп. знаков	Горячепрессованный, без термообработки	Промежуточные свойства; в обозначении — только марка сплава

Наиболее востребованное состояние поставки — Д16Т: закалка при 495–505 °C + естественное старение при комнатной температуре в течение не менее 4 суток.

Виды дюралевых прессованных профилей

По форме поперечного сечения различают следующие стандартные типы, на каждый из которых действует отдельный сортаментный ГОСТ в части размеров:

• уголок равнополочный и неравнополочный (ГОСТ 13737, 13738);
• швеллер прямоугольный (ГОСТ 13623);
• тавр прямоугольный (ГОСТ 13622);
• двутавр прямоугольный (ГОСТ 13621);
• зетовый профиль (ГОСТ 13619, 13620);
• полоса (ГОСТ 13616);
• фасонные и специальные профили по чертежам заказчика или по утверждённым шифрам.

Размерный ряд конкретного типа профиля определяется соответствующим ГОСТом на сортамент. ГОСТ 8617-2018 устанавливает технические условия (механические свойства, допуски, правила приёмки), но не размеры — они вынесены в отдельные стандарты.

Коррозионная стойкость и защитные покрытия

Из-за высокого содержания меди Д16 в незащищённом состоянии склонен к межкристаллитной и расслаивающей коррозии во влажных и агрессивных средах. Для защиты применяют:

• Плакирование — нанесение тонкого слоя алюминия высокой чистоты (обычно А7, А5) с обеих сторон проката. Плакированный материал получает суффикс А в обозначении: Д16АТ. В форме прессованных профилей плакирование применяется редко — технологически сложнее, чем для листов.
• Анодирование — формирование оксидной плёнки толщиной 5–30 мкм электрохимическим методом после изготовления профиля; наиболее распространённый способ защиты готовых профилей.
• Лакокрасочное покрытие — на предварительно анодированную или хроматированную поверхность.

В условиях умеренного климата без прямого контакта с водой или агрессивными средами допускается эксплуатация без покрытия — при наличии естественной оксидной плёнки.

Свариваемость и соединение профилей

Сплав Д16 не предназначен для сварки плавлением: высокое содержание меди вызывает горячие трещины в шве и снижает прочность зоны сварного соединения. Для неответственных конструкций допускается точечная контактная сварка. Основной способ соединения деталей из Д16 — заклёпочные и болтовые соединения.

Применение дюралевых профилей

Основные области применения профилей из Д16Т определяются сочетанием высокой прочности с малой плотностью:

• Авиационная и космическая техника: шпангоуты, стрингеры, лонжероны, тяги управления, каркасные элементы — где критична удельная прочность;
• Транспортное машиностроение: кузова, рамные элементы, детали подвески;
• Общее машиностроение: нагруженные кронштейны, направляющие, детали оборудования, работающего при нормальных и пониженных температурах;
• Строительные металлоконструкции: несущие и каркасные элементы, где применение стали нецелесообразно по массе.

Рабочий температурный диапазон для конструкций из Д16Т — до +120…+230 °C. При длительной эксплуатации выше +120 °C наблюдается снижение прочностных характеристик вследствие перестаривания.

Для работы в коррозионно-агрессивных средах или при требованиях к свариваемости предпочтительнее сплавы серий АМг3–АМг6 или АД31, однако они не являются дюралями и существенно уступают Д16Т по прочности.

Поставка дюралевого профиля

Профили поставляются мерной, кратной мерной или немерной длиной. Стандартная длина по ГОСТ 8617-2018 — от 1 до 6 м (для части профилей — до 9 м); точные допустимые длины устанавливаются в заказе. Поставка осуществляется в состоянии Т (наиболее ходовое), Т1 или М — по согласованию.

Смотрите также: плита дюралевая Д16 и лист дюралевый Д16АТ — сопутствующий прокат из того же сплава для задач, где профильный сортамент неприменим.

Дюралевый профиль реализуется заявочным порядком. Для уточнения наличия конкретного типоразмера и состояния поставки обращайтесь к менеджерам.