СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО Российский патент 2003 года по МПК C22C23/02 C22C23/04 

Описание патента на изобретение RU2198234C2

Изобретение относится к области металлургии, авиационной техники, а именно к получению высокочистых коррозионно-стойких сплавов на основе магния.

Известен и широко применяется в промышленности сплав марки МЛ5 [1] на основе магния, включающий, мас.%:
Mg - Основа
Аl - 7,5 - 9,0
Zn - 0,2 - 0,8
Мn - 0,15 - 0,5
примеси, не более
Si - 0,25
Fe - 0,06
Ni - 0,01
Сu - 0,1
Изделиями (деталями) из этого сплава являются, например, корпуса приборов, кронштейны, рамы и т.д.

Недостатками известного сплава являются низкая чистота сплава по примесям и невысокая коррозионная стойкость.

Недостатком изделий из известного сплава являются сравнительно ограниченные сроки их эксплуатации, невысокая коррозионная стойкость и нестабильные механические свойства.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе магния марки МЛ5пч [1] следующего химического состава, мас.%:
Mg - Основа
Аl - 7,5 - 9,0
Zn - 0,2 - 0,8
Mn - 0,15 - 0,5
примеси, не более
Si - 0,08
Fe - 0,007
Ni - 0,001
Сu - 0,04
Изделиями из сплава-прототипа являются, например, корпуса насосов и агрегатов, маслоотстойники, кронштейны и т.д.

Недостатками сплава-прототипа являются нестабильные механические свойства, недостаточно высокая коррозионная стойкость и чистота сплава по примесям.

Недостатками изделий из сплава-прототипа являются недостаточно высокая коррозионная стойкость, нестабильные механические свойства и по современным требованиям недостаточно длительный срок эксплуатации.

Технической задачей изобретения является повышение коррозионной стойкости и чистоты сплава и изделий из него при сохранении стабильно хороших механических свойств.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе магния, включающий Al, Zn, Mn и примеси, который дополнительно содержит Cd, Ca, Zr, Ti и пониженное содержание примесей при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Mg - Основа
Al - 7,3 - 8,7
Zn - 0,4 - 1,0
Mn - 0,18 - 0,7
Cd - 0,2 - 0,4
Ca - 0,04 - 0,2
Ti - 0,004 - 0,007
Zr - 0,003 - 0,004
примеси не более
Fe - 0,004
Si - 0,03
Ni - 0,001
Сu - 0,02
и изделие, изготовленное из него.

Авторами установлено, что дополнительное содержание в сплаве Ti, Zr снижает содержание примесей Fe, Si, Ni, Сu в заявляемых пределах, повышает коррозионную стойкость и чистоту сплава. Эти качественные характеристики сплава повышаются за счет введения в сплав циркония и титана, которые образуют с вредными примесями железа, кремния, никеля в жидком металлическом расплаве твердые интерметаллические соединения, оседающие на дно печи из-за большей их плотности в сравнении с магниевыми сплавами. Высокая коррозионная стойкость предлагаемого сплава, повышенной по примесям чистоты, объясняется увеличением перенапряжения водорода в связи с уменьшением микрокатодов в сплаве. Микрокатодами в сплаве являются присутствующие в нем примеси. Кальций уменьшает микрорыхлоту в изделиях (деталях), а кадмий упрочняет твердый раствор сплава и этим вместе стабилизируют его механические свойства.

Пример осуществления.

В тигельную печь загружают магний, после его расплавления вводят компоненты сплава и проводят необходимые технологические операции в процессе его приготовления. Марганец вводят в расплав из лигатуры алюминий - марганец, цирконий из лигатуры магний - цирконий, а титан из лигатуры алюминий - титан, титановой губки или другим способом. Остальные компоненты вводят непосредственно из металлов. Готовый жидкий сплав разливают в литейные песчаные формы, кокиль и пресс-формы для литья под давлением.

Химический состав предлагаемого сплава и сплава прототипа представлен в таблице 1.

Механические свойства сплава исследовались на образцах, термообработанных по режиму Т4. Коррозионная стойкость определялась на нетермообработанных образцах посредством погружения их 3% раствор NaCl на 48 часов. Показателем коррозионной стойкости является количество выделившегося водорода с единицы поверхности образца. Коррозионная стойкость также определялась по потере массы образцов. Следует отметить, что чем больше водородный показатель коррозионной стойкости, тем ниже коррозионная стойкость сплава.

Сравнительные свойства сплавов приводятся в таблице 2.

Анализ таблицы 2 показывает, что коррозионная стойкость предлагаемого сплава превосходит в 4-5 раз коррозионную стойкость сплава-прототипа, а его чистота по примесям в 2-6 раз. Механические свойства предлагаемого сплава по сравнению со сплавом-прототипом выше:
по пределу прочности на 5%;
по пределу текучести на 30%;
по относительному удлинению на 28%.

Предлагаемый сплав не токсичен, его производство не требует дополнительного оборудования.

Изделия из предлагаемого сплава имеют более высокую надежность и длительный ресурс.

Литература
1. ГОСТ 2856-79 "Сплавы магниевые литейные". Технические требования.

Похожие патенты RU2198234C2

название год авторы номер документа
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2002
  • Лукин В.И.
  • Лоскутов В.М.
  • Иода Е.Н.
  • Савичева Е.Ю.
RU2215806C2
СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2014
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Антипов Владислав Валерьевич
  • Волкова Екатерина Федоровна
  • Чекалин Олег Михайлович
  • Акинина Мария Владимировна
RU2554269C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕГО 2010
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Ткаченко Евгения Анатольевна
  • Антипов Владислав Валерьевич
  • Вахромов Роман Олегович
RU2443793C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2002
  • Каблов Е.Н.
  • Бунтушкин В.П.
  • Базылева О.А.
  • Фомин А.А.
  • Прокофьев В.П.
RU2215054C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА 1999
  • Фридляндер И.Н.
  • Ткаченко Е.А.
  • Вальков В.Я.
  • Буданов В.М.
  • Каблов Е.Н.
RU2165995C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 1999
  • Фридляндер И.Н.
  • Каблов Е.Н.
  • Кутайцева Е.И.
  • Исаев В.И.
  • Молостова И.И.
RU2164541C2
СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА 1990
  • Моисеев В.Н.
  • Хорев А.И.
  • Борисова Е.А.
RU1746730C
АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ 1994
  • Фридляндер И.Н.
  • Ельцов В.Н.
  • Данилов С.Ф.
RU2081933C1
КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ НЕГО 1999
  • Грушко О.Е.
  • Еремина Н.Г.
  • Иванова Л.А.
  • Шевелева Л.М.
RU2163938C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2003
  • Мухина И.Ю.
  • Степанов В.В.
  • Уридия З.П.
  • Жирнов А.Д.
  • Корчагина В.А.
  • Боков К.А.
RU2243279C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 198 234 C2

Реферат патента 2003 года СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Изобретение относится к металлургии, авиационной технике, а именно к получению высокочистых коррозионно-стойких сплавов на основе магния. Технической задачей изобретения является повышение коррозионной стойкости и чистоты сплава, а также изготовление из него изделий при сохранении стабильно хороших механических свойств. Предложен сплав на основе магния, включающий Al, Zn, Mn и примеси, который дополнительно содержит Cd, Ca, Zr, Ti и пониженное количество примесей при следующем соотношении компонентов, мас.%: Al 7,3-8,7, Zn 0,4-1,0, Mn 0,18-0,7, Cd 0,2-0,4, Са 0,04-0,2, Ti 0,004-0,007, Zr 0,003-0,004; примеси, не более Fe 0,004, Si 0,03, Ni 0,001, Cu 0,02, Mg - остальное и изделие, изготовленное из него. Техническим результатом данного изобретения является получение сплава с улучшенными механическими свойствами, повышенной коррозионной стойкостью и чистотой по примесям, а также изготовление из него изделий при сохранении стабильно хороших механических свойств. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 198 234 C2

1. Сплав на основе магния, включающий алюминий, цинк, марганец, титан и цирконий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кадмий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al - 7,3-8,7
Zn - 0,4-1,0
Mn - 0,18-0,7
Cd - 0,2-0,4
Са - 0,04-0,2
Ti - 0,004-0,007
Zr - 0,003-0,004
Примеси, не более
Fe - 0,004
Si - 0,03
Ni - 0,001
Cu - 0,02
Mg - Остальное
2. Изделие, отличающееся тем, что оно изготовлено из сплава, выполненного по п.1.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2198234C2

US 3947268, 30.03.1976
СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ 1986
  • Антипова А.П.
  • Блохина В.А.
  • Заварзин И.А.
  • Петрова Т.И.
  • Шуранова Л.Н.
SU1394726A1
ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ 0
  • Б. И. Бондарев, И. И. Гурьев, О. В. Деткова, В. С. Иванов,
  • Л. И. Стоклицкий, Е. Д. Захарова, С. С. Денисов, Г. И. Подопригора, П. С. Хол Вко, А. А. Блин М. Б. Альтман
SU290945A1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ 0
  • Авторы Изобретени О. С. Бочвар, И. И. Гурьев, Б. И. Бондарев, Т. М. Кун Вска Е. В. Эхина, А. А. Блин, Ю. А. Воробьев Л. И. Стоклицкий
SU393343A1
СПЛАВ ПА ОСПОВЕ МАГНИЯ 0
  • В. В. Тихонова, А. И. Марков, М. А. Герасимова, И. Ю. Попова, Г. Н. Чепайтене, Н. В. Титова, А. Кузьмина, Е. В. Кузьменко, Т. В. Пиневич, Г. Г. Китари Оглу, Б. Т. Крысин, Б. А. Гормаков
  • Ю. Л. Скорн Ков
SU205300A1

RU 2 198 234 C2

Авторы

Мухина И.Ю.

Степанов В.В.

Уридия З.П.

Жирнов А.Д.

Никитин В.Н.

Скорняков Ю.Л.

Даты

2003-02-10Публикация

2001-02-09Подача