Сплав АМг6

Сплав АМг6 — деформируемый алюминиевый сплав системы Al-Mg-Mn, относящийся к группе магналиев. Числовое обозначение марки — 1560. Буквенная маркировка расшифровывается так: «А» — алюминий, «Мг» — магний, «6» — приблизительное содержание магния в процентах. Химический состав и марки регламентированы ГОСТ 4784-2019 (заменил ГОСТ 4784-97). Абсолютно точного зарубежного аналога сплав не имеет.

Среди всех магналиев АМг6 содержит наибольшее количество магния, что обеспечивает ему максимальную прочность и твёрдость в этой группе. Сплав не упрочняется термической обработкой, поэтому повышение механических свойств достигается нагартовкой (холодной деформацией).

Химический состав сплава АМг6

Массовая доля элементов в составе АМг6 определена ГОСТ 4784-2019. Алюминий является основой, его фактическое содержание определяется вычитанием суммы остальных элементов из 100 %.

Допустимые примеси по ГОСТ 4784-2019

Кремний в составе нейтрализует вредное действие натрия, который может попадать в расплав через криолитсодержащие флюсы. Натрий имеет низкую температуру плавления (98 °C) и при его наличии повышается горячеломкость сплава.

Физические свойства алюминиевого сплава АМг6

Физические характеристики определяют поведение материала при проектировании конструкций, расчёте теплоотвода и подборе режимов обработки.

Теплопроводность и электропроводность АМг6 ниже, чем у менее легированных магналиев (АМг2, АМг3). Это связано с высоким содержанием магния: чем больше легирующих элементов в алюминии, тем ниже его теплопроводность и электропроводность.

Механические свойства сплава АМг6 при комнатной температуре

Прочностные характеристики зависят от вида полуфабриката и состояния материала (отожжённый, нагартованный, без дополнительной обработки). Приведённые ниже значения соответствуют данным марочника и нормам соответствующих ГОСТ на продукцию.

Обозначения: σ_в — предел кратковременной прочности (временное сопротивление разрыву); σ_0,2 — условный предел текучести; δ₅ — относительное удлинение при разрыве.

Из таблицы видно, что нагартовка существенно повышает прочность (до 375 МПа) и предел текучести (до 275 МПа), но снижает пластичность (δ₅ падает до 6 %). По прочности и твёрдости АМг6 превосходит остальные магналии (АМг5, АМг3, АМг2), однако уступает им по пластичности и коррозионной стойкости.

Коррозионная стойкость магналия АМг6

Сплав обладает высокой общей коррозионной стойкостью. В отожжённом состоянии АМг6 не склонен к межкристаллической коррозии и коррозионному растрескиванию, в том числе в зоне сварных швов.

Однако при содержании магния свыше 6 % и длительном воздействии повышенных температур (свыше 60–80 °C) возможно выделение фазы β (Al₃Mg₂) по границам зёрен, что увеличивает склонность к межкристаллической коррозии, особенно в нагартованном состоянии. По ГОСТ 9018-74 склонность к расслаивающей коррозии оценивается в 3 балла для отожжённого состояния и 4–5 баллов в нагартованном.

Для повышения коррозионной стойкости применяют плакирование техническим алюминием марки АД1. Толщина плакирующего слоя составляет от 2 % до 4 % от толщины изделия. Дополнительную защиту обеспечивают анодирование, химическое оксидирование и лакокрасочные покрытия.

Свариваемость и технологические свойства АМг6

Сварка сплава АМг6

АМг6 относится к хорошо свариваемым алюминиевым сплавам (1-я группа свариваемости). Основной метод — аргонодуговая сварка (TIG) с присадочной проволокой из сплава АМг6 (проволока Св-АМг6 по ГОСТ 7871-75). Точечная сварка выполняется удовлетворительно.

Сварной шов АМг6 более пористый, чем у менее легированных магналиев (АМг3, АМг5), поэтому для ответственных конструкций шов часто требует дополнительной обработки: зачистки, рентгенографического контроля или повторного прохода. Прочность сварного соединения составляет 90–95 % от прочности основного металла в отожжённом состоянии.

Для нагартованных деталей, где сварка снимает нагартовку в зоне шва и снижает локальную прочность, нередко применяют заклёпочные или болтовые соединения.

Обработка давлением

АМг6 деформируется как в горячем, так и в холодном состоянии. Однако в процессе холодной деформации материал быстро нагартовывается: растёт твёрдость, снижаются пластичность, тепло- и электропроводность. Поэтому для глубокой вытяжки и сложной штамповки требуются промежуточные отжиги.

Термическая обработка — отжиг

Поскольку сплав не упрочняется закалкой, единственный применяемый вид термической обработки — отжиг для снятия нагартовки и перевода в мягкое состояние (обозначение «М»). Режим отжига: нагрев до 310–335 °C, выдержка 1–2 часа. Для сплава АМг6 после отжига обязательна дополнительная ступенчатая выдержка при 250–260 °C в течение одного часа перед охлаждением на воздухе. Это необходимо для предотвращения выделения фазы β (Al₃Mg₂) по границам зёрен, которое ведёт к снижению коррозионной стойкости.

Обработка резанием

В нагартованном состоянии АМг6 обрабатывается резанием хорошо — стружка ломается, поверхность получается чистой. В отожжённом (мягком) состоянии обрабатываемость удовлетворительная: стружка вязкая, возможно налипание на инструмент.

Формы поставки проката из сплава АМг6

Из АМг6 выпускается широкий сортамент полуфабрикатов в различных состояниях: без дополнительной обработки, отожжённых (М), нагартованных (Н), полунагартованных (Н2), с плакировкой (Б).

Плиты из АМг6 могут поставляться с плакировкой техническим алюминием АД1 для дополнительной защиты от коррозии. Толщина плакирующего слоя — не менее 4 % от толщины листа на каждую сторону (по ГОСТ 21631-76).

Обозначения состояний поставки

При заказе проката из АМг6 к марке добавляется буквенный индекс состояния:

Применение алюминиевого сплава АМг6

Сочетание достаточной прочности, малой плотности, коррозионной стойкости и хорошей свариваемости определяет широкую область использования АМг6. Сплав востребован для средненагруженных сварных и клёпаных конструкций, работающих в атмосферных условиях и агрессивных средах.

Судостроение

Корпусные конструкции, надстройки, переборки, палубное оборудование. Высокая стойкость к воздействию морской воды и атмосферы делает АМг6 востребованным материалом для речных и морских судов.

Транспортное машиностроение

Обшивка кузовов автотранспорта, элементы рам, цистерны для перевозки нефтепродуктов и химически активных жидкостей, кузова железнодорожных вагонов. Малая плотность по сравнению со сталью (2640 кг/м³ против ~7850 кг/м³) позволяет значительно снизить массу конструкции.

Химическое и нефтегазовое оборудование

Ёмкости, резервуары и трубопроводы для работы с растворами кислот и щелочей слабой концентрации. АМг6 инертен к атмосферным газам и ряду технических жидкостей.

Криогенная техника

АМг6 сохраняет работоспособность при отрицательных температурах, что позволяет использовать его для сварных ёмкостей криогенного назначения.

Строительные конструкции

Элементы подвесных потолков, ограждающие конструкции, декоративные панели. Алюминиевый прокат из АМг6 сочетает прочность с эстетичным внешним видом и не требует окраски при эксплуатации внутри помещений.

Сравнение АМг6 с другими магналиями

Для выбора оптимальной марки полезно понимать место АМг6 в ряду магналиев:

* В нагартованном состоянии коррозионная стойкость АМг6 снижается сильнее, чем у других магналиев, из-за высокого содержания магния.

Если приоритетом является максимальная коррозионная стойкость и пластичность — выбирают АМг2 или АМг3. Если необходима прочность при сохранении свариваемости — АМг6 является оптимальным вариантом в группе магналиев.

Особенности работы с прокатом АМг6 на производстве

Гибка и вальцовка

В отожжённом состоянии сплав допускает гибку с малыми радиусами. В нагартованном — минимальный радиус гибки возрастает, возможно растрескивание при попытке резкого изгиба. Перед гибкой нагартованного проката рекомендуется локальный или полный отжиг.

Штамповка

АМг6 подходит для штамповки деталей, испытывающих статические нагрузки. Для глубокой вытяжки предпочтительно состояние «М» (отожжённое). Между операциями глубокой вытяжки необходимы промежуточные отжиги для восстановления пластичности.

Резка

В нагартованном состоянии материал хорошо поддаётся резке и перфорации — стружка хрупкая, сколы минимальны. В мягком состоянии стружка тянется, рекомендуется применение СОЖ и инструмента с положительными передними углами.