Сплав В92

Запрашивайте по e-mail.

Сплав В92 (цифровое обозначение 1920) — деформируемый термически упрочняемый алюминиевый сплав системы Al–Zn–Mg. Разработан для авиационной промышленности и специальных отраслей машиностроения. Относится к группе свариваемых высокопрочных алюминиевых сплавов, главная особенность которых — способность сварных соединений к самозакаливанию и естественному старению без повторной термической обработки.

Материал выпускается в виде листов, лент, плит, полос, прутков и прессованных профилей. Применяется в конструкциях, где требуется сочетание средней прочности, удовлетворительной коррозионной стойкости и хорошей технологичности при обработке давлением.

Химический состав сплава В92 по ОСТ 1 92014-90

Химический состав сплава В92 регламентируется отраслевым стандартом ОСТ 1 92014-90 «Сплавы алюминиевые деформируемые. Марки». Основа сплава — алюминий. Главные легирующие элементы — цинк и магний, определяющие принадлежность к системе Al–Zn–Mg. Марганец повышает коррозионную стойкость и прочность. Микродобавка бериллия снижает окисляемость расплава при литье.

Массовая доля каждой прочей (не регламентированной) примеси — не более 0,05 %, суммарная массовая доля прочих примесей — не более 0,10 %.

Влияние легирующих элементов

Цинк и магний — основные упрочнители. При старении они формируют метастабильные фазы MgZn₂ (η’-фаза), обеспечивающие прирост прочности. Марганец подавляет рекристаллизацию и повышает сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением. Бериллий вводится в микроколичествах для защиты расплава от окисления в процессе литья и не оказывает значимого влияния на механические свойства готовых полуфабрикатов. Содержание меди ограничено уровнем ≤0,05 % — это отличает В92 от высокопрочных сплавов типа В95, где медь является полноценным легирующим элементом.

Формы поставки полуфабрикатов из сплава В92

Сплав В92 предназначен для производства следующих видов полуфабрикатов:

Прессованные профили изготавливаются с площадью поперечного сечения до 200 см² и диаметром описанной окружности до 350 мм. Алюминиевые профили из сплавов системы Al–Zn–Mg востребованы в авиастроении и транспортном машиностроении.

Термическая обработка алюминиевого сплава 1920

Максимальные прочностные характеристики сплав В92 приобретает после закалки и последующего старения — естественного либо искусственного.

Закалка

Закалка выполняется от температуры 450–470 °C с охлаждением в воде. При нагреве легирующие элементы (цинк, магний) переходят в твёрдый раствор. Быстрое охлаждение фиксирует пересыщенный твёрдый раствор, создавая основу для дальнейшего упрочнения при старении.

Естественное старение

Естественное старение протекает при комнатной температуре. Основной прирост прочности происходит в течение первых 30 суток. Для нормирования механических свойств профилей установлены два контрольных срока: 6–10 суток и 30–35 суток после закалки.

Искусственное старение

Искусственное старение сплавов В92ц и В92 проводится по двухступенчатому режиму: первая ступень — 60–70 °C в течение 24 ч, вторая ступень — 195–205 °C в течение 2–3 ч. Двухступенчатый режим обеспечивает оптимальное сочетание прочности и коррозионной стойкости.

Механические свойства прессованных профилей из сплава В92

Механические характеристики прессованных профилей нормальной прочности из сплава В92 (площадь сечения до 200 см², диаметр описанной окружности до 350 мм, образец продольный) приведены в таблицах ниже. В сечении указана толщина полки профиля.

После закалки и естественного старения 30–35 суток

После закалки и естественного старения 6–10 суток

Из таблиц видно, что увеличение срока естественного старения с 6–10 до 30–35 суток даёт прирост предела текучести на 20 МПа и предела прочности на 15–20 МПа при том же уровне пластичности. Это объясняется продолжающимся распадом пересыщенного твёрдого раствора с формированием упрочняющих выделений.

Свариваемость сплава В92 и технология сварки

Сплавы системы Al–Zn–Mg, к которым относится В92, обладают удовлетворительной свариваемостью при дуговой и контактной сварке. Главное технологическое преимущество — сварные соединения самозакаливаются и упрочняются естественным старением без повторной термической обработки всей конструкции.

Присадочная проволока

При сварке сплава В92 не допускается выполнять швы без присадочного материала. Для обеспечения качества сварного соединения применяется сварочная проволока марки В92ц — проволока, химический состав которой близок к составу основного металла.

Правка сварных конструкций

Правку сварных узлов из сплава В92 рекомендуется выполнять в течение не более 10 часов после сварки. По истечении этого срока материал набирает прочность за счёт начавшегося естественного старения, и правка становится затруднительной. Приложение ударной нагрузки к сварному шву не допускается.

Прочность сварного соединения

После сварки для сплава В92 рекомендуется естественное старение продолжительностью не менее 30 суток. Прочность сварного соединения после трёхмесячного естественного старения достигает 0,8–0,85 от прочности основного металла (350–400 МПа). Искусственное старение сварной конструкции дополнительно повышает прочность соединения на 30–40 МПа, однако при некотором снижении пластичности.

Коррозионная стойкость деформируемого сплава В92

В целом сплав В92 обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Однако у сплавов системы Al–Zn–Mg, включая В92, есть характерная особенность: при длительном нахождении в условиях солнечного нагрева дополнительно протекает процесс старения, который может привести к перестариванию материала. В перестаренном состоянии сплав проявляет склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Для снижения риска коррозионного растрескивания следует учитывать:

Применение сплава В92 в промышленности

Сплав В92 предназначен для изготовления полуфабрикатов, применяемых в авиационной промышленности и специальных отраслях машиностроения. Типичные области использования:

Сплавы системы Al–Zn–Mg превосходят по прочности и пределу текучести сплавы типа АМг6 в отожжённом состоянии. При этом сплав В92 сохраняет преимущество по прочности и при низких температурах. Это делает его востребованным для конструкций, работающих в условиях значительных знакопеременных нагрузок и перепадов температур. Алюминиевые листы и плиты из подобных сплавов широко используются при изготовлении обшивок и панелей.

Обработка давлением сплава В92

Сплав В92 хорошо деформируется как в горячем, так и в холодном состоянии. Технологическая пластичность в горячем состоянии выше, чем у сплава АМг6. Это позволяет получать прессованные профили сложного сечения, листы, полосы и другие полуфабрикаты.

Основные технологические особенности обработки давлением:

Сравнение сплава В92 с другими алюминиевыми сплавами системы Al–Zn–Mg

Сплав В92 входит в семейство свариваемых сплавов системы Al–Zn–Mg наряду со сплавами В92ц, 1915, 1925 и другими. Ниже приведено качественное сравнение основных свойств.

Важное отличие В92 от сплава 1915: сварные соединения из В92 допускают естественное старение, тогда как для 1915 после сварки обязательна термическая обработка по режиму искусственного старения.

Нормативная документация на сплав В92

Производство и контроль полуфабрикатов из сплава В92 регламентируются рядом отраслевых и государственных стандартов:

Для сортового и фасонного проката также действуют ГОСТ 13617-97, 13618-97, 13619-97, 13620-90, 13621-90, 13622-91, 13623-90, 13624-90, 17575-90, 17576-97, 29296-92, 29303-92 и ряд других.