Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности деформируемых термически неупрочняемых сплавов, предназначенных для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала.
Существует в металлургии большое число деформированных термически неупрочняемых сплавов на основе алюминия, в частности сплав АМг6, следующего химического состава (мас.):
магний 5,8-6,9
марганец 0,5-0,8
титан 0,02-0,1
бериллий 0,0002-0,005
алюминий остальное
Существующий сплав обладает высокой технологической пластичностью, достаточно высокой коррозийной стойкостью и хорошей свариваемостью. Однако прочностные характеристики существующего сплава невысоки.
Известен деформируемый технически неупрочняемый сплав на основе алюминия следующего химического состава (мас.):
магний 5,5-6,5
марганец 0,8-1,1
цирконий 0,02-0,1
бериллий 0,0001-0,005
алюминий остальное
Известный сплав обладает достаточно высокой деформируемостью при горячей обработке давлением и высокими эксплуатационными свойствами, однако прочностные свойства известного сплава невысоки.
Предлагается деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, марганец, цирконий, бериллий, в который дополнительно введены скандий и по крайней мере один металл из группы, содержащей титан и хром, и компоненты взяты в следующем соотношении (мас.):
магний 5,3-6,5
марганец 0,2-0,7
цирконий 0,02-0,15
бериллий 0,0001-0,005
скандий 0,17-0,35
по крайней мере один металл из группы, содержащей титан и хром - 0,01-0,25
алюминий остальное
Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит скандий и по крайней мере один металл из группы, содержащей титан и хром, при следующем соотношении компонентов (мас.):
магний 5,3-6,5
марганец 0,2-0,7
цирконий 0,02-0,15
бериллий 0.0001-0,005
скандий 0,17-0,35
по крайней мере один металл из группы, содержащей титан и хром - 0,01-0,25
алюминий остальное
Технический результат повышение прочностных характеристик сплава, что позволит снизить вес конструкции из предлагаемого сплава и повысить характеристики весовой отдачи.
При предлагаемом содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве образуются вторичные выделения дисперсных частиц интерметаллидов, содержащих алюминий и переходные металлы, входящие в состав сплава.
Происходит непосредственное упрочнение частицами интерметаллидов и торможение рекристаллизационных процессов при нагреве, что значительно повышает прочность сплава. Горячедеформированные полуфабрикаты из сплава предлагаемого состава имеют нерекристаллизационную (полигонизованную) структуру, характеризующуюся высокой термической стабильностью. В то же время за счет достаточно пластичной матрицы, представляющей собой твердый раствор магния и марганца в алюминии, сохраняется достаточно высокая деформируемость при горячей обработке давлением сплава. Сохранению деформируемости способствует также мелкозернистая недендритная структура слитка, образующаяся за счет модифицирующего действия скандия в сочетании с добавками других переходных металлов, входящих в состав сплава.
Примеры. С использованием технического алюминия марки А85, чушкового магния МГ90, двойных лигатур алюминий-цирконий, алюминий-бериллий, алюминий-скандий, алюминий-титан и алюминий-хром в электропечи готовили расплав и методом полунепрерывного литья отливали круглые слитки диаметром 174 мм из сплава предлагаемого состава с минимальным, оптимальным, максимальным содержанием компонентов, с запредельным содержанием компонентов, а также из известного сплава по прототипу (см. таблицу 1).
Слитки гомогенизировали, обтачивали до диаметра 145 мм, затем прессовали при 400oC на пруток диаметром 65 мм, который служил материалом для исследования.
Механические свойства прессованных прутков определяли путем испытания при комнатной температуре стандартных образцов, вырезанных их горячепрессованных прутков в состоянии без термической обработки. В качестве прочностных характеристик взяли предел прочности (σв) и предел текучести (σ0,2). В качестве показателя деформируемости при горячей обработке давлением взяли максимально возможную скорость истечения металла при прессовании (скорость прессования). Результаты механических испытаний прессованных прутков и результаты замера скорости прессования при их прессовании приведены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, предлагаемый сплав обладает более высокими (на 40-60 МПа) прочностными характеристиками по сравнению с известными при сохранении деформируемости при горячей обработке давлением, что позволяет повысить конструктивную прочность и соответственно снизить вес конструкции на 15-20% и, в случае применения сплава в конструкциях летательных аппаратов, судов и различных транспортных средств, повысить характеристики весовой отдачи: увеличение веса полезной нагрузки на единицу веса конструкции на 7-12% снижение расхода топлива на 12-15%
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ДЕФОРМИРУЕМЫЙ ТЕРМИЧЕСКИ НЕУПРОЧНЯЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | 1995 |
|
RU2082809C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ | 1995 |
|
RU2082808C1 |
Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | 2016 |
|
RU2623932C1 |
ДЕФОРМИРУЕМЫЙ ТЕРМИЧЕСКИ НЕУПРОЧНЯЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | 2001 |
|
RU2212463C2 |
Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | 2016 |
|
RU2639903C2 |
СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | 2009 |
|
RU2393073C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА | 2010 |
|
RU2431692C1 |
КОНСТРУКЦИОННЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ ТЕРМИЧЕСКИ НЕУПРОЧНЯЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | 2015 |
|
RU2599590C1 |
КРИОГЕННЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ ТЕРМИЧЕСКИ НЕУПРОЧНЯЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | 2007 |
|
RU2343218C1 |
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ С ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТЬЮ И СПОСОБ ЕГО ОБРАБОТКИ | 2011 |
|
RU2468107C1 |
Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности деформируемых термически неупрочняемых сплавов, предназначенных для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала. Предлагается деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, марганец, цирконий, бериллий, в который дополнительно введен скандий и по крайней мере один металл из группы, содержащей титан и хром, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
магний - - 5,3-6,5
марганец - - 0,2-0,7
цирконий - - 0,02-0,15
бериллий - - 0,0001-0,005
скандий - - 0,17-0,35
по крайней мере один металл из группы, содержащей титан и хром - 0,01-0,25
алюминий - - остальное
Предлагаемый сплав позволяет повысить точность при сохранении деформируемости при горячей обработке давление, что позволит снизить вес конструкций и повысить характеристики весовой отдачи. 2 табл.
Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, марганец, цирконий и бериллий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит скандий и по крайней мере один металл, выбранные из группы, содержащей титан и хром, при следующем соотношении компонентов, мас.
Магний 5,3 6,5
Марганец 0,2 0,7
Цирконий 0,02 0,15
Бериллий 0,0001 0,005
Скандий 0,17 0,35
По крайней мере один металл из группы, содержащей титан и хром 0,01 - 0,25
Алюминий Остальноео
ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ | 1918 |
|
SU4784A1 |
Алюминиевые сплавы | |||
Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы: Справочное руководство | |||
- М., 1972. |
Авторы
Даты
1997-06-20—Публикация
1995-07-13—Подача