Сравнительные характеристики металлов и их сплавов

Марка Ст45: Д16т 20Х13 ВТ5
Классификация Сталь конструкционная углеродистая качественная Сплав имеет термическую закалку Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная Титан технический
Вес пруток D50 L-500mm (кГ) 7,70 2,60 7,70 4,40
Sв МПа 470 470 630 750-950
I При 100 град Вт/(м· град) 48 130 26 10
R при
100град, кг/м3
7799 2770 2850 7660 4400
Твердость HB 10 -1 МПа 207 105 -150 197-248 320
Температура плавления, С 1400 660 1500 1660
Коррозия да нет нет нет
Применение: термообработка деталей, от которых требуется повышенная прочность. Коленчатые валы, шестерни. для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов, ствольных коробок, и т.д сталь с длительным сроком службы при температурах  500 град. для изделий с высокой прочностью при достаточной пластичности и вязкости. Для изготовления изделий криогенной техники
Сравнительные характеристики металлов и их сплавов

Механические свойства:

Sв – Предел кратковременной прочности, [МПа]

HB – Твердость по Бринеллю, 10-1 [МПа]

Физические свойства:

I – Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]

R – Плотность материала, [кг/м3]

C – Удельная теплоемкость материала (диапазон 200 – T), [Дж/(кг·град)]

Д16т – один из самых востребованных дюралюминиевых сплавов в судостроительной, авиационной и космической промышленности.  

Главное его преимущество заключается в том, что получаемый из него металлопрокат обладает:

  • стабильной структурой;
  • высокими прочностными характеристиками;
  • в 3 раза более легким весом, чем стальные изделия;
  • повышенным сопротивлением микроскопической деформации в процессе эксплуатации;

Химический состав дюралюминия Д16Т строго регламентируется ГОСТом 4784-97 и расшифровывается следующим образом:

  • Д – дюралюминий;
  • 16 – номер сплава в серии;
  • Т – закаленный и естественно состаренный.

Ввиду высокой прочности, твердости и легкости, сплав Д16Т используется для изготовления различного металлопроката. 

Он востребован в различных промышленных областях:

  • в конструкциях самолетов, судов и космических аппаратов;
  • для изготовления деталей для машин и станков;
  • для производства обшивки и лонжеронов автомобилей, самолетов, вертолетов;

Дюралюминий называют Дюраль – это сплав алюминия с медью, магнием и марганцем.

Медь и магний повышают прочность, а марганец – стойкость к коррозии.

Дюраль маркируется буквой «Д» и цифрами обозначающие номер сплава.

Сплав Д16т – буква «Т» означает закалку.

Одно из наиболее ценных качеств алюминиевых сплавов – это их относительно малый собственный вес при высокой прочности.

Объемный вес сплава дюраль – 2600 кг/м3, это почти в три раза (2,9) меньше веса сталей и в 1,5 раза меньше веса титана.

Дюраль имеет хорошее соотношение между удельным весом и коэффициентом теплопроводности.

Сплав Д16т широко используется для большинства силовых элементов конструкций. Он пластичен, вследствие чего обладает высокими усталостными характеристиками.

Чтобы получить сплав Д16т его нагревают до температуры 500°С и закаливают в воде. Механическая прочность достигается искусственным или естественным старением.

Используемые материалы

Корпус и некоторые элементы приборов выполнены из сплава Д16т (из этого материала делают ствольные коробки, детали самолетов и др.). 

Д16т – имеет низкий вес по отношению к титану в 1,5 раза, а к стали в 3 раза. При этом сплав обеспечивает достаточную надежность благодаря своим физико-химическим свойствам. 

Одним из важных параметров Д16Т является его теплопроводность – это очень важно, чтоб быстро охладить прибор. Эффективность работы прибора снижается пропорционально повышению температуры.

Резьбы и некоторые узлы, элементы прибора, изготавливаются из титана.

Данное сочетание материалов обеспечивает долговечность и высокую надежность.

Примечание:

Приборы, выполненные полностью из титана целесообразно применять при “тяжёлых” условиях эксплуатации, (интенсивная стрельба продолжительное время). При этом эффективность снижения уровня звука выстрела падает, пропорционально повышению температуры. Титан имеет низкую теплопроводность по отношению к сплаву Д16т, а это один из главных параметров, а также большую плотность, что приводит к значительному повышению массы прибора.

Поэтому не целесообразно применять титан для изготовления приборов, если не предполагается использовать его в «тяжелых» условиях.