Состояния алюминиевых сплавов — важно для сварки

Внутри деформируемых и литейных серий находятся два совершенно различных типа алюминиевых сплавов — термически упрочняемые и термически неупрочняемые. Первые способны повышать свои прочностные свойства в результате термической обработки (последовательности нагревов и охлаждений), а вторые – нет. Это различие очень важно при рассмотрении влияния дуговой сварки на эти материалы.

Термически неупрочняемые алюминиевые сплавы

Серии 1ххх, 3ххх и 5ххх деформируемых алюминиевых сплавов являются термически неупрочняемыми и могут упрочняться только холодной деформацией, чаще называемой нагартовкой. Серии 2ххх, 6ххх и 7ххх деформируемых алюминиевых сплавов являются термически упрочняемыми. Серия 4ххх включает как термически упрочняемые, так термически неупрочняемые сплавы. Литейные сплавы серий 2ххх.х, 3ххх.х, 4ххх.х и 7ххх.х являются термически упрочняемыми. Упрочнение нагартовкой обычно не применяется для литейных сплавов.

Термически неупрочняемые сплавы достигают оптимальных механических свойств в результате нагартовки, то есть в результате холодной пластической деформации.

Термически упрочняемые алюминиевые сплавы

Термически упрочняемые сплавы получают оптимальные механические свойства в результате термической обработки, обычно – нагрева под закалку, закалки и искусственного старения. При нагреве под закалку сплав нагревают до повышенной температуры (около 530 °С), чтобы полностью растворить в алюминии все легирующие элементы или компоненты. Затем следует закалка, водой или воздухом, для получения переохлажденного раствора сплава при комнатной температуре.     

За закалкой обычно следует старение. Старением называют выделение из пересыщенного раствора сплава легирующих элементов и компонентов, обеспечивающие повышение прочностных свойств. Процесс старения делят на два типа: старение при комнатной температуре, которое называют естественным старением, и старение при повышенных температурах, около 160 °С, которое называют искусственным старением. Многие термически упрочняемые сплавы применяют в сварных конструкциях именно в состоянии после закалки и искусственного старения.

Обозначение состояний алюминевых сплавов

Система обозначений различных состояний алюминиевых сплавов указывает эти состояния материала алюминиевого сплава в виде расширения для обозначения сплава. Обозначения состояний включают серию букв и цифр, которые следуют сразу за обозначением сплава и связываются с ним дефисом (черточкой), например, 6061-Т6, 6063-Т4, 5052-Н32 и 5083-Н112.           

Обозначение состояния материала алюминиевого сплава начинается с буквы Н или буквы Т. Буква Н указывает на нагартовку, а буква Т – на термическое упрочнение.

Первая цифра после буквы Н указывает на одно из четырех базовых нагартованных состояний материала:

  • Н1 – Только нагартованный
  • Н2 – Нагартованный и частично отожженный
  • Н3 – Нагартованный и стабилизированный
  • Н4 – Нагартованный и лакированный или окрашенный.

Вторая цифра после буквы Н указывает на степень нагартовки:

  • Нх2 – Нагартованный на четверть
  • Нх4 – Нагартованный на половину
  • Нх6 – Нагартованный на три четверти
  • Нх8 – Нагартованный полностью
  • Нх9 – Нагартованный сверх полной нагартовки

Подробнее о нагартовке, в том числе, об подходе к ней отечественных стандартов, можно посмотреть здесь, а также здесь.

Первая цифра после буквы Т указывает на один из десяти базовых термически упрочненных состояний материала:

  • Т1 – Естественно состаренный после охлаждения от температуры горячего   формования (например, прессования)
  • Т2 – Нагартованный после охлаждение от температуры горячего         формования и затем естественно состаренный
  • Т3 – Закаленный, нагартованный и естественно состаренный
  • Т4 – Закаленный и естественно состаренный
  • Т5 – Искусственно состаренный после охлаждения от температуры         процесса горячего формования
  • Т6 – Закаленный и искусственно состаренный
  • Т7 – Закаленный и стабилизированный (перестаренный)
  • Т8 – Закаленный, нагартованный и искусственно состаренный
  • Т9 – Закаленный, искусственно состаренный и нагартованный
  • Т10 – Нагартованный после охлаждения от температуры процесса горячего формования и затем  искусственно состаренный 

Дополнительные цифры могут указывать на снятие остаточных напряжений, например, Тх51 или Тхх51 (снятие остаточных напряжений растяжением) или Тх52 или Тхх52 (снятие остаточных напряжений сжатием).