Алюминий АД31Т1: состав, свойства, применение

Классификация: Алюминиевый деформируемый сплав
Другое название: 6063
Применение: для изготовления полуфабрикатов (листов, лент, плит, профилей, прутков, труб, проволоки) методами горячей и холодной деформации, для плакирования высокопрочных алюминиевых сплавов, а также в строительстве, пищевой промышленности, электротехнике и производстве товаров народного потребления

АД31Т1 является деформируемым алюминиевым сплавом системы Al-Mg-Si, прошедший закалку с последующим искусственным старением. Буквы «АД» указывают на алюминий деформируемый, цифры «31» на конкретную рецептуру, а индекс «Т1» фиксирует состояние поставки: после высокотемпературной обработки материал охлаждён и выдержан при комнатной температуре до стабилизации свойств.

Химический состав по ГОСТ 4784-2019

Элемент	Содержание (не более), %
Алюминий (Al)	97,5-99,35
Магний (Mg)	0,45-0,90
Кремний (Si)	0,20-0,60
Железо (Fe)	0,50
Медь (Cu)	0,10
Марганец (Mn)	0,10
Хром (Cr)	0,10
Цинк (Zn)	0,20
Титан (Ti)	0,15
Прочие примеси	каждая 0,05; всего 0,15

Состав намеренно ограничен по примесям железа и меди: железо в количествах свыше 0,5% образует грубые интерметаллиды, снижающие пластичность, а медь, даже в малых долях, негативно влияет на коррозионную стойкость. Марганец улучшает стойкость к агрессивным средам, а титан измельчает зерно при литье.

Важно уточнить, что для профилей под анодирование и порошковую окраску: значения из ГОСТ 4784-2019 рекомендуют сужать пределы легирующих элементов: кремний 0,30-0,55%, железо 0,10-0,30%, медь не более 0,03%, магний 0,35-0,60%. Это связано с тем, что избыток несвязанного кремния ухудшает качество анодно-оксидного покрытия и коррозионную стойкость готовых изделий.

Характеристика

Физические параметры

Физические свойства при 20°C:

Параметр	Значение
Плотность, кг/м³	2710
Теплопроводность, Вт/(м·°C)	188
Коэффициент линейного расширения, 1/°C	23,4×10⁻⁶
Модуль упругости, ГПа	71
Температура плавления, °C	600-655

Теплопроводность около 188 Вт/(м·°C) делает профили пригодными для радиаторов и теплообменных систем. Коэффициент расширения сопоставим со стеклом, что позволяет использовать сплав в оконных и фасадных конструкциях с минимизацией температурных зазоров.

Механические свойства в состоянии Т1

Механические характеристики при 20°C (нормативные значения):

Вид проката	Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Удлинение при разрыве, %
Трубы (ГОСТ 18482)	180	120	10
Прутки (ГОСТ 21488)	135-195	70-145	8-13
Профили (ГОСТ 8617)	196	147	10

Состояние Т1 даёт промежуточный уровень прочности между отожжённым состоянием (около 130 МПа) и искусственно состаренным Т5 или Т6 (до 230-240 МПа). Пластичность при этом остаётся достаточной для гибки, резки и анодирования.

Поведение при коррозии

АД31Т1 относится к питтингостойким материалам. Электрохимические испытания в 0,05 М растворе NaCl показали, что процесс коррозии протекает преимущественно локально в виде питтинга, а лимитирующей стадией является перенос заряда. В структуре сплава присутствуют интерметаллические частицы Al–Fe–Si–Mg, которые действуют как локальные катоды. Их вольта-потенциал отличается от потенциала матрицы на 570 мВ, что делает материал склонным к локальной коррозии.

Сплав не склонен к коррозионному растрескиванию под напряжением, поскольку содержание магния (менее 0,9%) существенно ниже критического порога 3,5%, при котором эта проблема возникает у более легированных алюминиево-магниевых систем.

Методы повышения коррозионной стойкости: анодирование с последующим уплотнением в растворах перманганата калия. Такая обработка увеличивает коррозионную стойкость анодно-оксидного слоя более чем в 200 раз.

Технологические рекомендации

Обработка давлением. Сплав хорошо прокатывается, прессуется, штампуется и вытягивается. Отжиг для снятия наклёпа проводится при 415°C с выдержкой 2-3 часа и медленным охлаждением. Для частичного снятия эффектов холодной деформации достаточно нагрева до 345°C с неконтролируемым охлаждением.
Обрабатываемость резанием. Средняя. Материал склонен к образованию сливной стружки, поэтому требуется острозаточенный инструмент с большими передними углами и эффективное охлаждение.
Анодирование. Сплав отлично полируется, подвергается химическому блеснению, анодированию и окрашиванию. Это делает его предпочтительным для декоративных и архитектурных элементов.

Свариваемость

АД31Т1 сваривается всеми стандартными методами: аргонодуговой (TIG, MIG), газовой, контактной. Для ответственных швов рекомендуется присадочная проволока 5356 (аналог СвАМг5), для декоративных поверхностей 4043. После сварки в зоне термического влияния возможно разупрочнение из-за перестаривания, но общая работоспособность соединения сохраняется.

Но для сварных соединений с подвальцовкой кромок применение АД31Т1 не допускается.