Термически обрабатываемые алюминиевые сплавы

а) Д у р а л ю м и н ы

Из всех алюминиевых сплавов наибольшее распространение получили дуралюмины благодаря их высокой прочности. Это термически упрочненные сплавы: Д1-Т, Д6-Т, Д-16-Т. Они характеризуются большим содержанием меди (4-5%). В меньших количествах в них входят магний и марганец. Техническими условиями проектирования конструкций из алюминиевых сплавов рекомендован к применению в строительстве высокопрочный сплав Д16-Т, как наиболее экономичный. Его предел прочности - до 49 кг/мм², относительное удлинение - 10%. Расчетные сопротивления Д16-Т превосходят характеристики стали 3 и близки к сталям повышенного качества (см. приложение I, табл. 1).

Одним из недостатков дуралюминов является меньшая по сравнению с другими сплавами стойкость против коррозии. Поэтому конструкции, выполненные из дуралюмина, следует окрашивать.

б) А л ю м и н и е в о-к р е м н и е в ы й с п л а в АВ-Т1 (а в и а л ь)

В состав сплава входят кремний, магний, марганец и медь - всего от 2 до 3%. В отличие от других компонентов кремний не образует соединения с алюминием. Здесь возникает соединение кремния с магнием, которое имеет высокую прочность и малую пластичность. Это соединение рассматривается на диаграмме состояний сплава как основной компонент. Растворимость соединения в алюминии ограничена, поэтому возможно получение пересыщенного твердого раствора и, следовательно, возможна термическая обработка сплава.

Предел прочности АВ-Т1 - 33 кг/мм². В этом отношении этот сплав приближается к стали. Рекомендуется применять его для ответственных конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных условиях.

в) В ы с о к о п р о ч н ы е с п л а в ы В65, В95, В96

В состав этих сплавов входят медь, цинк и другие легирующие элементы. По прочности данные сплавы выше низколегированных сталей. Но пока высокопрочные сплавы дороги и в строительстве могут быть использованы лишь для специальных целей. В качестве недостатка этих сплавов отмечается понижение прочности металла при нагревании их до 150^°. Сплав В65-Т применяется для изготовления заклепок.

Общими чертами всей группы термически обрабатываемых сплавов являются: высокая прочность, достигаемая в результате термического упрочнения, но в то же время нерациональность использования для них сварки в качестве соединения элементов, так как при сварке происходит отжиг околовшной зоны и, как правило, образование трещин, а следовательно, понижение прочности сварной конструкции.

Нормативные сопротивления, устанавливаемые нормами проектирования стальных конструкций, являются основными характеристиками сопротивления материалов силовым воздействиям.

В связи с тем, что механические свойства материалов зависят от исходных материалов, технологии производства и других факторов, нормативные сопротивления устанавливаются на основе статистической обработки механических свойств материалов, выпускаемых нашей промышленностью. Значения нормативных сопротивлений устанавливаются таким образом, чтобы математические значения случайных отклонений для материалов с пониженными значениями механических свойств составляли не более 5%.

Для углеродистой стали, стали повышенной прочности и алюминиевых сплавов за основную характеристику нормативного сопротивления принято значение предела текучести. Однако в тех случаях, когда переход материала в пластическое состояние выражен нечетко (площадка текучести отсутствует), или иногда предел текучести близок к временному сопротивлению, а также в случаях, когда по характеру работы конструкций допустимо развитие больших пластических деформаций и несущая способность определяется прочностью, за нормативное сопротивление принимается значение временного сопротивления. Таким образом, установлены два вида нормативных сопротивлений — по пределу текучести R^н=σ_т и временному сопротивлению — R^н=σ_в. Числовые значения σт и σв являются нормативными сопротивлениями

Расчетное сопротивление R определяется делением нормативного сопротивления Rн на коэффициент безопасности по материалам kм.

Расчетные сопротивления, как и нормативные, установлены двух видов — по пределу текучести и временному сопротивлению. Коэффициент безопасности по материалу при назначении расчетного сопротивления по пределу текучести установлен на основании анализа кривых распределения испытаний стали и ее работы в конструкции с таким расчетом, чтобы при всех учитываемых обстоятельствах исключить использование в конструкции стали с пониженными значениями предела текучести. При назначении расчетного сопротивления по пределу текучести для стали классов С 38/23 — С 60/45 k_м= 1,1—1,2.

Расчетные сопротивления срезу определены умножением значений расчетных сопротивлений растяжения на коэффициент перехода 0,6.

Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для различных видов напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 1*.

Таблица 1*

Значения коэффициентов надежности по материалу проката, гнутых профилей и труб следует принимать по табл. 2*. Таблица 2*