Сплав 1561НН

1561НН (АМг61НН) — деформируемый алюминиево-магниевый сплав 1561 (АМг61) в нагартованном нормальном состоянии поставки. Система легирования — Al–Mg (серия 5ХХХ). В технической документации и профессиональной среде нередко обозначается «морской алюминий» за исключительную стойкость к морской воде и агрессивным атмосферным условиям.

Буква «Н» в конце обозначения указывает состояние поставки: нагартованный (упрочнённый холодной деформацией). «НН» — нагартованный нормальный — одно из нагартованных состояний по ГОСТ Р 56371-2015, обеспечивающее нормированные механические свойства при сохранении возможности гибки с увеличенным радиусом. Отожжённое состояние того же сплава обозначается 1561М.

Химический состав 1561 (АМг61) по ОСТ 1 92014-90

Состав регламентируется ОСТ 1 92014-90 (деформируемый сплав АМг61/1561) и ОСТ 5Р.9466-88 (судостроительный прокат). Для сварочной проволоки СвАМг61 состав дополнительно нормируется по ГОСТ 4784-97 с уточнением ряда пределов.

Элемент	Содержание, % масс.	Роль в сплаве
Al	Основа	Матрица
Mg	5,5–6,5	Основной легирующий элемент: твёрдорастворное упрочнение, формирование защитной оксидной плёнки совместно с Mn
Mn	0,5–1,0	Дополнительное упрочнение; связывает примесь Fe в нейтральные интерметаллиды, снижая склонность к питтинговой коррозии
Zr	0,02–0,12	Измельчение зерна, повышение пластичности и сопротивления усталости; снижение потери прочности в зоне сварного шва
Be	0,0001–0,0003	Снижение окисляемости расплава при плавке и литье
Si	≤ 0,40	Примесь; при избытке ухудшает коррозионные свойства
Fe	≤ 0,40	Примесь; присутствует в виде фаз Al₃Fe и AlFeSi
Cu	≤ 0,05	Примесь; строго ограничена — ухудшает коррозионную стойкость
Zn	≤ 0,20	Примесь
Ti	≤ 0,05	Примесь (в ряде случаев — модификатор зерна)
Прочие примеси	каждая ≤ 0,05; сумма ≤ 0,10	—

Содержание магния 5,5–6,5 % принципиально отличает 1561 от внешне похожих сплавов: у АМг5 (1550) магний составляет 4,8–5,8 %, у АМг6 (1560) — 5,8–6,8 %. Ключевое преимущество 1561 перед АМг6 — наличие циркония и более жёсткие нормы по примесям, что формирует мелкозернистую структуру и уменьшает потерю прочности в зоне термического влияния при сварке.

Металлургическая структура

В нагартованном состоянии сплав имеет деформированную (нерекристаллизованную) зёренную структуру на основе α-алюминия. Марганец и цирконий образуют дисперсные интерметаллидные фазы (Al₆Mn, Al₃Zr), которые тормозят рост зёрен и препятствуют рекристаллизации при умеренном нагреве. Железо и кремний присутствуют в виде малорастворимых фаз Al₃Fe и AlFeSi. Жёсткое ограничение Cu, Zn и Si обеспечивает стойкость к питтинговой и межкристаллитной коррозии.

Содержание магния выше 6 % в нагартованном состоянии создаёт потенциальный риск нестабильности структуры при длительной эксплуатации в диапазоне 50–100 °С: возможно выделение фазы β (Al₃Mg₂) по границам зёрен с ухудшением коррозионной стойкости под напряжением. Это определяет верхний предел рабочей температуры +70 °С для нагартованного проката.

Физические свойства

Параметр	Значение
Плотность	2,69 г/см³
Рабочий диапазон температур	−196 °С … +70 °С
Теплопроводность	120–130 Вт/(м·К)
Коэффициент линейного расширения	23–24 × 10⁻⁶ /°С

Нижний предел рабочей температуры −196 °С (температура жидкого азота) без потери прочности и пластичности — характеристика, отличающая магналии от большинства других алюминиевых сплавов и определяющая их применение в криогенных и морских конструкциях.

Механические свойства 1561НН

Сплав 1561 термически неупрочняемый: закалка и старение на прочность не влияют. Прочность регулируется исключительно степенью холодной деформации (нагартовкой). Нагартованные состояния (Н, НН) обеспечивают существенно более высокий предел текучести и предел прочности, чем отожжённое состояние (М), однако снижают пластичность.

Конкретные минимальные значения σв, σ₀,₂ и относительного удлинения для состояния НН зависят от толщины листа и установлены в таблице механических свойств ГОСТ Р 56371-2015. Для справки: нагартованный прокат 1561Н в целом характеризуется пределом текучести не менее 250 МПа и пределом прочности не менее 360 МПа; нагартованный прокат 1561НН по ГОСТ Р 56371-2015 имеет нормированные значения в том же диапазоне с учётом толщины.

Важная производственная особенность: конструкции из листов 1561НН сохраняют высокую прочность в зоне сварных швов. Малая потеря прочности при сварке — одно из главных конструктивных преимуществ этого сплава перед аналогами серии 5ХХХ.

Технологические особенности

Сварка

Сплав хорошо сваривается аргонодуговыми способами TIG и MIG. Для сварки конструкций из 1561 применяется проволока СвАМг61 по ГОСТ 4784-97/2019, состав которой подобран для обеспечения шва, близкого по свойствам к основному металлу. Та же проволока пригодна для сварки смежных сплавов АМг6 и АМг5. После сварки зона термического влияния в нагартованном металле переходит в отожжённое состояние, что необходимо учитывать при расчёте несущей способности соединений.

Механическая обработка

Сплав удовлетворительно обрабатывается резанием: точением, фрезерованием, сверлением. Нагартованное состояние НН несколько предпочтительнее отожжённого с точки зрения стружкообразования — снижается налипание на инструмент. Штамповка и гибка нагартованного проката выполняются с увеличенным по сравнению с 1561М радиусом.

Термическая обработка

Для снятия наклёпа и восстановления пластичности (перевод в состояние 1561М) применяется отжиг при 310–335 °С. Превышение этого диапазона ускоряет выделение фазы β по границам зёрен и снижает стойкость к коррозии под напряжением. Нагартовка возвращается повторной холодной прокаткой. Для нагартованного проката, предназначенного к длительной эксплуатации в морской среде, рекомендуется стабилизирующий отжиг в нижней части указанного диапазона.

Области применения 1561НН

Основная сфера применения — судостроение и военное кораблестроение: обшивка корпусов, переборки, палубные конструкции, надстройки и несущие элементы набора. Сплав 1561 является основным конструкционным материалом для корпусов скоростных судов на подводных крыльях и воздушной подушке, а также корабельной техники. Листы из 1561НН соответствуют требованиям Морского регистра Российской Федерации; конструкции из этого сплава допускают эксплуатацию в морской воде сроком до 30 лет без критической потери прочности.

Дополнительные области применения: прессованные оребрённые панели и крупногабаритные трубы для авиастроения; сварные конструкции транспортного машиностроения с повышенными требованиями к отношению прочности к массе; криогенные конструкции, работающие при температурах до −196 °С; сварные ёмкости и трубопроводы химической промышленности в коррозионных средах.

Формы поставки и нормативная база

Листы из сплава 1561НН (АМг61НН) поставляются неплакированными или с технологической плакировкой (1561БНН) по ГОСТ Р 56371-2015. Химический состав сплава нормируется по ОСТ 1 92014-90, для судостроительного применения — по ОСТ 5Р.9466-88. Сварочная проволока СвАМг61 — по ГОСТ 4784-97 (актуальная версия ГОСТ 4784-2019). Поставка листов — с временной противокоррозионной защитой по ГОСТ 9.510-93.

Подробнее о сортаменте и параметрах поставки: Алюминий 1561. Для сравнения с близким по составу отожжённым сплавом без циркония см. АМг6 (1560).