СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C22C23/02 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе магния, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала в авиации, космонавтике, автомобилестроении и других отраслях техники.

Известен сплав на основе магния, содержащий, мас. Литий 5,8-6,8 Алюминий 3,0-4,0 Кадмий 0,01-0,5 Цинк 0,5-2,0 Марганец 0,03-0,1 Церий 0,01-0,1 Магний Остальное
(а.с. СССР N 1499962, кл. C 22 C 23/00, 1989).

Недостаток этого сплава низкие механические свойства.

Известен сплав на основе магния, содержащий мас. Литий 6,0-11,0 Алюминий 1,0-6,0 Кадмий 3,0-5,0 Цинк 0,5-2,0 Марганец 0,05-0,5 Редкоземельный металл 0,05-0,15 Магний Остальное
Недостатки этого сплава низкое сопротивление ползучести и резкое уменьшение механических свойств при повышении температуры.

Предлагается сплав на основе магния, содержащий литий, алюминий, кадмий, цинк, марганец, редкоземельный металл, иттрий, цирконий, бериллий. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас. Литий 6,0-11,0 Алюминий 1,0-6,0 Кадмий 3,0-5,0 Цинк 0,5-2,0 Марганец 0,05-0,5 Редкоземельный металл 0,05-0,15 Иттрий 0,01-2,0 Цирконий 0,001-0,1 Бериллий 0,001-0,05 Магний Остальное
Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что в нем дополнительно содержатся иттрий, цирконий и бериллий.

Цель изобретения увеличение механических свойств при комнатной и повышенной температуре и уменьшение ползучести (остаточной деформации при определенных нагрузке и времени), что позволит широко использовать деформированные полуфабрикаты из этого сплава в качестве конструкционного материала в различных отраслях народного хозяйства, в частности в автомобилестроении.

По сравнению со сплавом-прототипом в нем повышается легированность твердых растворов и изменяется характер распада в первичных α и β твердых растворах, что приводит к гетерогенизации и упрочнению наряду с α фазой легкоплавкого, мягкого β- литиевого твердого раствора. Это способствует упрочнению как при комнатной, так и при повышенной температурах, а также повышает сопротивляемость ползучести.

Таким образом, предлагаемый состав магниевого сплава, содержащего литий, дает возможность избавиться от недостатков, свойственных сплаву-прототипу, и получить полуфабрикаты с более высокими прочностными характеристиками и при комнатной, и при повышенной температурах и с меньшей склонностью к ползучести остаточной деформации при определенной нагрузке за определенное время.

П р и м е р 1. Был отлит круглый слиток состава, мас. Li 7; Al 3; Cd 3,5; Zn 1,3; Mn 0,06; PЗM 0,05, J 0,7; Zr 0,001; Be 0,002; Mg остальное, диаметром 340 мм. Слиток отпрессовали на пруток диаметром 90 мм. Определяли механические свойства в продольном направлении при растяжении при комнатной температуре и при 90^оС и остаточную деформацию (ползучесть) при нагрузке 5 кг за 1000 ч.

Данные испытаний даны в таблице.

П р и м е р 2. Был отлит круглый слиток состава, мас. Li 7,5; Al 3,2; Cd 3,3; Zn 1,2; Mn 0,05; PЗM 0,07; Zr 1,64-0,01; Be 0,001; Mg остальное, диаметром 340 мм. Слиток отпрессовали на пруток диаметром 90 мм. Определяли то же, что и в примере 1.

Данные испытаний даны в таблице.

П р и м е р 3 (прототип). Был отлит круглый слиток состава, мас. Li 6,5; Al 3; Cd 3,3; Zn 1,1; Mn 0,005; PЗM 0,05; Mg остальное, диаметром 340 мм. Слиток отпрессовали на пруток диаметром 90 мм.

Определяли то же, что и в примерах 1 и 2.

Из таблицы следует, что предлагаемый сплав позволяет получить на полуфабрикатах более высокие прочностные свойства (на 5-6% при комнатной и на 20-25% при повышенной температуре) и меньшую (более чем в 10 раз) склонность к ползучести по сравнению со сплавом-прототипом.

Использование: в качестве конструкционного материала. Сплав содержит, мас. литий 6,0 11,0; алюминий 1,0 - 6,0; кадмий 3,0 5,0; цинк 0,5 2,0; марганец 0,05 0,5; редкоземельный металл 0,05 0,15; иттрий 0,01 2,0; цирконий 0,001 0,1; бериллий 0,001 0,05; магний остальное. Свойства сплава следующие: при 20°С предел прочности 24,8-26,9 кгс/мм² предел текучести 20,2-22,8 кгс/мм² относительное удлинение 7,9 8,4% при 100°С предел прочности 16,8-17,8 кгс/мм² предел текучести 10,1-15,9 кгс/мм² относительное удлинение 13,4 15,0% 1 табл.

СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ, содержащий литий, алюминий, кадмий, цинк, марганец и редкоземельный металл, отличающийся тем, что он дополнительно содержит иттрий, цирконий и бериллий при следующем соотношении компонентов, мас.

Литий 6 11
Алюминий 1 6
Кадмий 3 5
Цинк 0,5 2,0
Марганец 0,05 0,5
Редкоземельный металл 0,05 0,15
Иттрий 0,01 2,0
Цирконий 0,001 0,1
Бериллий 0,001 0,05
Магний Остальное