Содержание
О марке и расшифровка обозначения
В95 – высокопрочный деформируемый алюминиевый сплав системы Al-Zn-Mg-Cu (алюминий – цинк – магний – медь). Марка регламентируется действующим ГОСТ 4784-2019 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки». В классификаторе этого стандарта сплав принадлежит к группе высокопрочных сплавов и соответствует числовому обозначению 1950 по таблице 7 стандарта (система Al-Zn-Mg).
Буква «В» в наименовании исторически относит марку к высокопрочным сплавам, разработанным для авиационной промышленности СССР. Цифра «95» – условный порядковый номер, закреплённый ещё в советской системе обозначений. В международной практике ближайшим функциональным аналогом является серия 7xxx (прежде всего 7075 по стандарту ASTM), объединяющая сплавы с цинком как основным легирующим элементом.
Ключевая особенность В95 – способность после закалки и искусственного старения обеспечивать предел прочности, существенно превышающий большинство других деформируемых алюминиевых сплавов, при сохранении относительно невысокой плотности (около 2,85 г/см³). Это делает сплав востребованным там, где критична удельная прочность.
Сплав выпускается в виде листов, плит, прутков, профилей, труб и поковок. На территории России и стран ЕАЭС сплав В95 применяется главным образом в авиа- и ракетостроении, судостроении и производстве высоконагруженных конструкций. Подробнее о видах проката – в разделе «Применяемые стандарты и виды проката».
Тип сплава
Деформируемый алюминиевый сплав системы Al-Zn-Mg-Cu. Группа – высокопрочные.
Основной стандарт
ГОСТ 4784-2019. Числовое обозначение в стандарте – 1950 (таблица 7).
Плотность
Около 2,85 г/см³ – значение справочное, в ГОСТ 4784-2019 отдельно не нормируется.
Международный аналог
ASTM/SAE 7075 (США), EN AW-7075 (Европа) – по составу и уровню прочности.
Химический состав
Химический состав сплава В95 установлен таблицей 7 ГОСТ 4784-2019. Ниже приведены ровно те элементы и ровно те предельные значения, которые нормирует стандарт для марки 1950. Элементы, не нормируемые стандартом для данной марки (Pb, Sn, Be, Zr), в таблицу не включены.
| Элемент | Массовая доля, % | Примечание |
|---|---|---|
| Кремний (Si) | не более 0,5 | Примесь, ограничена сверху |
| Железо (Fe) | не более 0,5 | Примесь, ограничена сверху |
| Медь (Cu) | 1,4–2,0 | Легирующий элемент, диапазон |
| Марганец (Mn) | 0,2–0,6 | Легирующий элемент, диапазон |
| Магний (Mg) | 1,8–2,8 | Легирующий элемент, диапазон |
| Хром (Cr) | 0,1–0,25 | Легирующий элемент, диапазон |
| Цинк (Zn) | 5,0–7,0 | Основной легирующий элемент |
| Титан (Ti) | не более 0,05 | Примесь, ограничена сверху |
| Никель (Ni) | не более 0,1 | Примесь, ограничена сверху |
| Алюминий (Al) | остальное | Основа |
| Прочие примеси (каждая) | не более 0,05 | Примечание к таблице стандарта |
Приведённые значения взяты строго из таблицы 7 ГОСТ 4784-2019. Числа не округлены и не скорректированы. Если поставщик предъявляет сертификат с другими пределами по любому из нормируемых элементов – это основание для рекламации.
Цинк (5,0–7,0%) является главным упрочняющим элементом: в сочетании с магнием он образует фазы MgZn₂, обеспечивающие высокую прочность после искусственного старения. Медь (1,4–2,0%) повышает прочность и твёрдость, однако снижает коррозионную стойкость – именно поэтому детали из В95 , как правило, анодируют или покрывают. Хром (0,1–0,25%) измельчает зерно и подавляет рекристаллизацию, что улучшает усталостные характеристики. Марганец совместно с хромом тормозит рост зерна при нагреве.
Ограничение по кремнию и железу (не более 0,5% каждый) связано с образованием грубых интерметаллидных включений, снижающих пластичность и усталостную долговечность. Титан (не более 0,05%) вводится при необходимости для измельчения зерна в слитке.
Механические свойства
Механические свойства сплава В95 существенно зависят от вида полуфабриката, его толщины (диаметра) и состояния поставки (режима термообработки). Ниже приведены характерные значения для наиболее распространённых полуфабрикатов в состоянии закалки и искусственного старения (Т1 / Т2 / Т3 по обозначениям стандартов на прокат). Конкретные нормы по каждому виду проката устанавливаются соответствующим ГОСТ на полуфабрикат – сводные данные из этих стандартов приведены в таблице ниже.
Состояние поставки критически влияет на результат. Сплав В95 в отожжённом состоянии (М) – мягкий и пластичный (σв около 250 МПа), после закалки и искусственного старения – высокопрочный. При заказе проката всегда уточняйте состояние термообработки.
| Полуфабрикат | Состояние | σв, МПа (не менее) | σ0,2, МПа (не менее) | δ, % (не менее) | Стандарт |
|---|---|---|---|---|---|
| Листы холоднокатаные, толщина 0,5–4,0 мм | Закалка + искусственное старение (Т) | по таблице стандарта | по таблице стандарта | по таблице стандарта | ГОСТ 21631-2019 |
| Плиты, толщина свыше 10 мм | Закалка + искусственное старение (Т) | по таблице стандарта | по таблице стандарта | по таблице стандарта | ГОСТ 17232-99 |
| Прутки прессованные, d до 150 мм | Закалка + искусственное старение (Т1) | по таблице стандарта | по таблице стандарта | по таблице стандарта | ГОСТ 21488-97 |
| Профили прессованные | Закалка + искусственное старение (Т1) | по таблице стандарта | по таблице стандарта | по таблице стандарта | ГОСТ 8617-2018 |
| Поковки и штамповки | Закалка + искусственное старение | по таблице стандарта | по таблице стандарта | по таблице стандарта | ГОСТ 18175-78 |
Конкретные паспортные значения σв, σ0,2 и δ для каждого размерного диапазона установлены в таблицах соответствующих стандартов на полуфабрикаты. Приводить в данном справочнике одно универсальное число для всех типоразмеров было бы недостоверно: нормы различаются в зависимости от вида, толщины и направления вырезки образца. При техническом расчёте используйте актуальную таблицу конкретного ГОСТ.
Для ориентира: по данным авторитетных технических справочников, листы и плиты из В95 в состоянии после закалки и искусственного старения демонстрируют предел прочности в диапазоне около 490–560 МПа, предел текучести около 410–510 МПа, относительное удлинение около 6–10%. Эти цифры носят справочный характер и не заменяют данные сертификата качества на конкретную партию.
Прочность
Один из самых высокопрочных деформируемых алюминиевых сплавов: предел прочности значительно выше, чем у сплавов серий 2ххх и 6ххх.
Пластичность
После закалки и старения пластичность ниже, чем у конструкционных сплавов типа АМг6 или Д16. Изгиб и правка – только в определённых пределах.
Усталость
Хром и марганец подавляют рекристаллизацию, что положительно сказывается на усталостных характеристиках при знакопеременных нагрузках.
Коррозия
Склонен к коррозии под напряжением и расслаивающей коррозии. Для деталей в агрессивных средах требуется защитное покрытие или анодирование.
Рабочий температурный диапазон
Сплав В95 относится к термически упрочняемым алюминиевым сплавам. Его рабочий температурный диапазон и поведение при различных температурах определяются природой упрочняющих фаз системы Zn-Mg-Cu.
Верхняя рабочая температура для конструкций из В95, находящихся под нагрузкой, как правило, не превышает +100...+120°С. При длительном нагреве выше этих значений начинается разупрочнение сплава вследствие коагуляции упрочняющих фаз, что недопустимо для несущих элементов.
При кратковременных нагревах (например, сварка) необходимо учитывать, что зона термического влияния разупрочняется – именно поэтому сварные соединения из В95 существенно уступают основному металлу по прочности (подробнее в разделе «Свариваемость и термообработка»).
В области отрицательных температур сплав В95, как и большинство алюминиевых сплавов, сохраняет и даже несколько улучшает прочностные характеристики. Охрупчивания при низких температурах не наблюдается. По этой причине сплав применяется в конструкциях, эксплуатируемых в условиях умеренного и холодного климата, в том числе при температурах до -65°С – при условии надлежащей защиты от коррозии.
Нижняя рабочая температура
До -65°С и ниже – охрупчивания не наблюдается, алюминиевые сплавы сохраняют пластичность при отрицательных температурах.
Верхняя рабочая температура
Не более +120°С при длительной эксплуатации под нагрузкой. При кратковременных нагревах – по условиям конкретного применения.
Температура закалки
Закалка выполняется с температур по режиму, указанному в стандарте на полуфабрикат или в технологической документации (обычно 460–480°С). Точный режим – по ГОСТ на соответствующий вид проката.
Температура старения
Искусственное старение проводится при температурах порядка 120–135°С с выдержкой по режиму. Точные параметры задаёт технологическая документация на изделие.
При проектировании изделий из В95 необходимо учитывать высокий коэффициент линейного теплового расширения алюминиевых сплавов (около 23×10⁻⁶ K⁻¹ – значение справочное). Это важно при сборке с деталями из стали или титана: разница в тепловом расширении создаёт дополнительные напряжения в узлах.
Применяемые стандарты и виды проката
ГОСТ 4784-2019 устанавливает только марочный состав сплава В95. Требования к конкретным видам полуфабрикатов – размеры, допуски, состояние поставки, механические свойства – определяются отдельными стандартами на каждый вид проката. Для сплава В95 применяются следующие действующие стандарты:
| Вид проката | Стандарт | Примечание |
|---|---|---|
| Листы холоднокатаные | ГОСТ 21631-2019 | Листы из алюминия и алюминиевых сплавов |
| Плиты | ГОСТ 17232-99 | Плиты из алюминия и алюминиевых сплавов |
| Прутки прессованные | ГОСТ 21488-97 | Прутки из алюминия и алюминиевых сплавов прессованные |
| Профили прессованные | ГОСТ 8617-2018 | Профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов |
| Поковки и штамповки | ГОСТ 18175-78 | Поковки из алюминиевых сплавов |
| Трубы прессованные | ГОСТ 18482-2018 | Трубы прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов |
| Ленты | ГОСТ 13726-97 | Ленты из алюминия и алюминиевых сплавов |
| Марочный состав | ГОСТ 4784-2019 | Основной стандарт на марки деформируемых алюминиевых сплавов |
Актуальные редакции стандартов и их статус можно уточнить в справочнике стандартов УРТК. При оформлении заказа указывайте вид проката, марку В95 (или числовое обозначение 1950), состояние термообработки и ссылку на соответствующий ГОСТ.
При заказе листов и плит из В95 обязательно указывайте состояние поставки: «М» (отожжённое), «Т» (закалка + естественное старение) или «Т1» (закалка + искусственное старение). Механические свойства для каждого состояния принципиально различаются.
Область применения
Сплав В95 занимает особое место среди деформируемых алюминиевых сплавов благодаря сочетанию высокой удельной прочности и относительно небольшой плотности. Основные отрасли применения – те, где снижение массы при сохранении прочности является приоритетной инженерной задачей.
Авиастроение
Силовые элементы конструкции планера: лонжероны, шпангоуты, стрингеры, обшивка. Панели фюзеляжа и крыла, несущие сжимающие нагрузки. Детали механизации крыла.
Ракетно-космическая техника
Корпусные элементы ракет-носителей и космических аппаратов. Силовые фермы и переходники, работающие при умеренных температурах. Топливные баки (с учётом ограничений по свариваемости).
Судостроение
Корпусные конструкции быстроходных судов и катеров из алюминиевых сплавов. Несущие элементы надстроек. Применяется с обязательной антикоррозионной защитой.
Машиностроение
Детали и узлы, требующие высокой прочности при ограниченной массе: траверсы, рычаги, кронштейны силовых конструкций, корпуса редукторов специального назначения.
Спортивная и специальная техника
Рамы и несущие элементы гоночных и спортивных автомобилей, велосипедов класса «высокие нагрузки», альпинистское и туристическое снаряжение силовых классов.
Оснастка и инструмент
Формовочная и прессовая оснастка, плиты для обрабатывающих центров. Плиты из В95 хорошо фрезеруются и обеспечивают высокую жёсткость при сниженной массе.
Выбор В95 по сравнению с более распространёнными сплавами (АМг6, Д16, АД31) оправдан прежде всего тогда, когда требуется максимальная прочность при ограниченной массе конструкции, а рабочая температура не превышает +100...+120°С. Для деталей, подвергающихся интенсивному коррозионному воздействию без возможности нанесения покрытий, следует рассмотреть сплавы систем Al-Mg (АМг3, АМг5, АМг6) как более коррозионностойкие.
Сплав В95 склонен к коррозии под напряжением и расслаивающей коррозии в условиях влажной и агрессивной атмосферы. Применение в морских конструкциях и агрессивных средах требует обязательного анодирования, лакокрасочного покрытия или других методов защиты поверхности.
Свариваемость и термообработка
Свариваемость сплава В95 ограничена – это принципиальный технологический фактор, который необходимо учитывать при проектировании. Высокое содержание цинка и меди делает сплав склонным к образованию горячих трещин в сварном шве и к разупрочнению зоны термического влияния.
Сплав В95 относится к категории ограниченно свариваемых. Сварные соединения из В95 имеют КПД шва (отношение прочности шва к прочности основного металла) существенно ниже 1,0. Для несущих конструкций сварные стыки из В95 , как правило, не допускаются без специального обоснования.
При вынужденном применении сварки используют аргонодуговую сварку (TIG/MIG) с присадочными проволоками, совместимыми с системой Al-Zn-Mg. После сварки для частичного восстановления свойств выполняют повторную термообработку (закалку и искусственное старение), однако полного восстановления прочности основного металла достигнуть невозможно. Конкретный выбор присадочного материала и режим сварки определяются технологической документацией на изделие.
Термообработка В95
Термическая обработка является основным способом управления свойствами сплава В95. Используются следующие режимы:
- Отжиг (М) – для снятия напряжений, получения максимальной пластичности перед дальнейшей обработкой давлением. Параметры режима устанавливаются технологической документацией.
- Закалка – нагрев до температуры растворения упрочняющих фаз (режим по стандарту на полуфабрикат или ТД на изделие) с последующим охлаждением в воде. После закалки сплав находится в нестабильном пересыщенном состоянии.
- Естественное старение (Т) – выдержка при комнатной температуре после закалки. Обеспечивает значительный прирост прочности по сравнению с отожжённым состоянием, но не достигает максимума.
- Искусственное старение (Т1) – нагрев до температуры порядка 120–135°С (точный режим – по ТД) после закалки. Обеспечивает максимальную прочность. Используется для большинства нагруженных конструкций из В95.
- Стабилизирующий отжиг – применяется при необходимости снижения внутренних напряжений в изделиях сложной формы без существенного изменения прочности.
При получении листов и плит из В95, поставляемых в отожжённом состоянии (М) для последующей штамповки или формовки, после изготовления детали обязательно проводят закалку и искусственное старение для достижения проектных свойств.
Точные температурные режимы и время выдержки для термообработки деталей из В95 устанавливаются конструкторской и технологической документацией на изделие. Режимы варьируются в зависимости от вида и толщины полуфабриката, а также от требований к конечным свойствам.
Зарубежные аналоги
Сплав В95 по химическому составу и уровню механических свойств наиболее близок к сплавам серии 7075 зарубежных классификаций. Ниже приведены аналоги, подтверждаемые сравнением химических составов по действующим национальным стандартам. Полного тождества составов и свойств нет ни в одном случае – при замене необходима техническая верификация.
| Страна / Система | Обозначение аналога | Стандарт | Степень соответствия |
|---|---|---|---|
| США (ASTM/SAE/AA) | 7075 | ASTM B209 / AMS 2770 | Ближайший аналог по системе легирования Al-Zn-Mg-Cu |
| Европа (EN) | EN AW-7075 / Al Zn5,5MgCu | EN 573-3, EN 485 | Ближайший аналог по EN; числовое обозначение EN AW-7075 |
| Германия (DIN) | AlZnMgCu1,5 / 3.4365 | DIN EN 573-3 (исторически DIN 1725) | Номер материала 3.4365; состав близок, совместим с EN AW-7075 |
| Япония (JIS) | A7075 | JIS H4000, JIS H4040 | Ближайший аналог по JIS |
| Китай (GB) | 7075 | GB/T 3190-2020 | Марка 7075 по китайскому стандарту; состав близок к В95 |
| Великобритания (BS) | L95 / DTD 5024 | BS L95 (исторически) | Исторический британский аналог; применяется в аэрокосмической документации |
Аналогия по марке не означает взаимозаменяемости без согласования. Пределы по отдельным примесям, допуски на отклонения, требования к состоянию поставки и методы испытаний в российских и зарубежных стандартах различаются. При замене В95 на зарубежный аналог или наоборот требуется технический анализ и согласование с конструктором изделия.
Если вас интересует прокат из других марок алюминиевых сплавов – обзор марок доступен в марочнике УРТК.
Купить прокат из сплава В95
УРТК (Уральская торговая компания, Екатеринбург) работает с алюминиевым прокатом из сплава В95 в нескольких типоразмерных группах. В каталоге представлены листы, плиты, прутки и профили – поставка со склада и под заказ с российских заводов-изготовителей.
Вся продукция сопровождается сертификатами качества. По запросу предоставляются протоколы химического анализа и результаты механических испытаний партии.
Полный перечень позиций, актуальные остатки и цены на алюминиевый прокат из В95 и других марок – в каталоге:
Дополнительную информацию о стандартах на алюминиевый прокат можно найти в справочнике стандартов или в марочнике.
Часто задаваемые вопросы
Что означает обозначение «В95»?
Буква «В» относит марку к высокопрочным алюминиевым сплавам советской классификации, разработанным преимущественно для авиационного применения. Цифра «95» – порядковый условный номер в системе обозначений. В действующем ГОСТ 4784-2019 марке присвоено числовое обозначение 1950 (таблица 7, система Al-Zn-Mg).
Чем В95 отличается от Д16 (2024)?
В95 и Д16 – оба высокопрочных авиационных сплава, но с разной системой легирования. Д16 относится к системе Al-Cu-Mg (серия 2ххх), В95 – к системе Al-Zn-Mg-Cu (серия 7ххх). В95 в состоянии Т1 обычно превосходит Д16 по пределу прочности, однако уступает ему по коррозионной стойкости и усталостным характеристикам при растяжении. Д16 лучше сваривается. Выбор между марками определяется конструктивными требованиями к конкретному изделию.
Можно ли сварить В95 стандартной сваркой?
Сварка В95 технически возможна аргонодуговым методом (TIG/MIG), однако сплав относится к ограниченно свариваемым. В зоне термического влияния происходит разупрочнение, а в шве возможно образование горячих трещин. КПД сварного соединения существенно ниже прочности основного металла. Для несущих конструкций сварные стыки из В95, как правило, не применяются без специального инженерного обоснования.
Какие электроды или проволоку использовать при сварке В95?
При аргонодуговой сварке В95 применяют присадочные проволоки, совместимые с системой Al-Zn-Mg: в частности, проволоку марки Св-АМг6 или специализированные присадки для сплавов серии 7ххх. Конкретный выбор присадочного материала определяется технологической документацией на изделие и требованиями к прочности и коррозионной стойкости сварного соединения.
При какой максимальной температуре можно эксплуатировать В95?
При длительной эксплуатации под нагрузкой рекомендуемая верхняя граница – не более +100...+120°С. При более высоких температурах начинается коагуляция упрочняющих фаз и разупрочнение сплава. Для высокотемпературного применения (свыше +150°С) В95 не подходит – следует рассматривать жаропрочные алюминиевые сплавы или иные материалы.
В чём разница между состояниями Т и Т1 при заказе проката из В95?
Состояние «Т» (или «Т2» в части стандартов) обозначает закалку с последующим естественным старением при комнатной температуре. Состояние «Т1» – закалка с последующим искусственным старением при повышенной температуре (около 120–135°С). Искусственное старение даёт более высокие прочностные показатели. При заказе обязательно уточняйте нужное состояние, поскольку механические свойства существенно различаются.
Нужно ли покрывать изделия из В95 защитным покрытием?
Да, в большинстве случаев – необходимо. Из-за высокого содержания меди и цинка В95 значительно менее коррозионностоек, чем сплавы систем Al-Mg (АМг3, АМг5, АМг6). Сплав склонен к коррозии под напряжением и расслаивающей коррозии. Для деталей, эксплуатируемых в условиях атмосферного воздействия, влажности или агрессивных сред, обязательны анодирование, лакокрасочные покрытия или их комбинация.
Какой зарубежный аналог В95 по системе ASTM?
Ближайший аналог по ASTM – сплав 7075. Он принадлежит к той же системе Al-Zn-Mg-Cu, имеет схожие диапазоны легирующих элементов и близкий уровень механических свойств после термообработки Т6. При замене В95 на 7075 или наоборот необходима техническая верификация соответствия конкретным требованиям чертежа и конструкторской документации.
Поставляется ли В95 в отожжённом состоянии?
Да. Листы и плиты из В95 могут поставляться в отожжённом состоянии (обозначение «М») для последующей листовой штамповки или формовки. После придания формы деталь подвергают закалке и искусственному старению для получения проектных механических свойств. Поставка в состоянии «М» оговаривается при оформлении заказа.
Как расшифровать число 1950 в ГОСТ 4784-2019 применительно к В95?
В ГОСТ 4784-2019 введена система четырёхзначных числовых обозначений марок, совместимая с международной классификацией (ISO 209). Число 1950 присвоено марке В95 в таблице 7 стандарта (сплавы системы Al-Zn-Mg). Первая цифра «1» означает, что это деформируемый алюминиевый сплав отечественной разработки, не имеющий прямого международного числового эквивалента. Числовое обозначение может использоваться наравне с буквенным «В95» в технической документации.
Алюминиевый прокат из сплава В95 – на складе и под заказ
УРТК (Уральская торговая компания) поставляет листы, плиты, прутки и профили из сплава В95 с документацией по ГОСТ 4784-2019. Работаем с промышленными предприятиями, авиационными и машиностроительными производствами по всей России. Отгрузка со склада в Екатеринбурге – в короткие сроки.
Посмотреть прокат в каталоге