ЛИТЕЙНЫЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ Российский патент 2004 года по МПК C22C21/04 

Описание патента на изобретение RU2237094C2

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов, предназначенных к применению в качестве конструкционных материалов при изготовлении литьем в металлические формы деталей для эксплуатации при криогенных температурах.

Под воздействием криогенных температур все материалы, в том числе и литейные алюминиевые сплавы, охрупчиваются, причем пластичность материалов уменьшается в 1,5-2 раза.

Известен литейный алюминиевый сплав (патент RU №2082806, кл. С 22 С 21/04 от 27.06.97), содержащий, мас.%: кремний - 5-13; медь - 1,2-3,5; магний - 0,3-1,5; титан - 0,1-0,3; бериллий - 0,001-0,1; скандий - 0,01-0,2; стронций - 0,015-0,05; алюминий - остальное. Этот сплав при комнатной температуре имеет прочность σв=241-370 МПа и пластичность δ=6,9-8,9%.

Недостатком сплава является низкая для производства нагруженных деталей прочность и наличие в его составе дефицитных и дорогостоящих компонентов: бериллия и скандия.

Известен также сплав на основе алюминия (патент RU №2052530, кл. С 22 С 21/04 от 20.07.96), взятый за прототип, имеющий химический состав, мас.%: кремний - 7,5-10,0; медь - 2,0-4,5; магний - 0,3-0,45; титан - 0,1-0,35; цирконий - 0,1-0,25; стронций - 0,01-0,2; германий - 0,05-0,2; железо - 0,3-1,2; алюминий - остальное.

Данный сплав обладает высокими значениями прочности и пластичности при комнатной температуре: σв=420-500 MПa и δ=6,0-10,0%.

Однако при испытаниях механических свойств при температуре -253°С оказалась довольно низкой пластичность - δ=1,3-1,8%. Другим недостатком сплава является наличие в его составе дефицитного и дорогостоящего германия.

Решаемой задачей изобретения является создание литейного алюминиевого сплава, имеющего достаточно высокую прочность при комнатной температуре и при температуре -253°С, с более высокой пластичностью при этих температурах.

Для достижения поставленной задачи в литейный сплав на основе алюминия, содержащий кремний, медь, магний, титан, стронций и железо, дополнительно введены кадмий, висмут и марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний 6,5-9,0

Медь 2,0-4,0

Магний 0,15-0,40

Титан 0,05-0,30

Стронций 0,01-0,15

Железо 0,05-0,25

Кадмий 0,1-0,4

Висмут 0,1-0,5

Марганец 0,05-0,15

Алюминий Остальное

Химический состав и механические свойства исследуемых сплавов приведены в таблицах 1 и 2.

Предложенный сплав (№№1, 2, 3), сплавы запредельного состава (№№4, 5) и сплав-прототип (№6) выплавлялись в электрической печи сопротивления в графито-шамотовом тигле. Из приготовленных сплавов при температуре 720-730°С отливались в металлическую форму (кокиль) цилиндрические заготовки под образцы для определения механических свойств.

Отлитые заготовки термически обрабатывались по режиму: трехступенчатый нагрев под закалку - 490±5°С (6 ч) + 500±5°С (6 ч) + 510±5°С (8 ч), закалка в воду с температурой 20-30°С, искусственное старение при температуре 150±5°С (12 ч), охлаждение на воздухе.

Механические свойства определялись на образцах диаметром 6 мм (№2к ГОСТ 9651) в соответствии с ГОСТ 1497 (испытания при комнатной температуре) и ГОСТ 11150 (испытания при пониженных температурах).

Предложенный сплав обладает сопоставимыми с прототипом механическими свойствами при комнатной температуре. Однако при температуре -253°С по пластичности он превосходит прототип в 2-3 раза.

Высокий уровень прочности и пластичности предлагаемого сплава при комнатной температуре и температуре -253°С позволяет рекомендовать его к использованию в конструкциях двигателей, работающих на жидком водороде.

Похожие патенты RU2237094C2

название год авторы номер документа
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2003
  • Елисеев А.А.
  • Логунов А.В.
  • Голованов В.И.
  • Силис В.Э.
  • Шульгина Е.В.
  • Молочев В.П.
  • Петраковский С.А.
  • Оглоблина И.А.
RU2233903C1
АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ 2001
  • Тихонов А.А.
  • Гаврилюк В.В.
  • Карпов В.Н.
RU2236479C2
СПЛАВ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-МАГНИЙ-МАРГАНЕЦ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА 2002
RU2230131C1
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2003
  • Тихонов А.А.
  • Гаврилюк В.В.
RU2247789C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2003
  • Силис В.Э.
  • Шульгина Е.В.
  • Елисеев А.А.
  • Логунов А.В.
  • Голованов В.И.
  • Мамон М.Д.
  • Плотноков А.Д.
RU2247168C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, ИЗДЕЛИЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ 2002
RU2221891C1
Литейный сплав на основе алюминия 2002
  • Легкая Татьяна Николаевна
  • Мильман Юлий Викторович
  • Барабаш Олег Маркович
  • Коржова Наталья Петровна
  • Гринкевич Константин Эдуардович
  • Мельник Виктор Харитонович
  • Воскобойник Игорь Владимирович
  • Подрезов Юрий Николаевич
RU2224811C2
ГЕТЕРОГЕННЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 1996
  • Эскин Георгий Иосифович
  • Эскин Дмитрий Георгиевич
  • Пименов Юрий Петрович
  • Вертман Александр Абрамович
  • Сухолинский-Местечкин Сергей Леонидович
RU2092604C1
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2008
  • Буше Николай Александрович
  • Миронов Александр Евгеньевич
  • Маркова Татьяна Федоровна
  • Зайчиков Анатолий Васильевич
RU2385358C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 1999
  • Фридляндер И.Н.
  • Каблов Е.Н.
  • Колобнев Н.И.
  • Хохлатова Л.Б.
  • Самохвалов С.В.
  • Воробьев А.А.
  • Петраковский С.А.
RU2163940C1

Реферат патента 2004 года ЛИТЕЙНЫЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов, предназначенных к применению в качестве конструкционных материалов при изготовлении литьем в металлические формы деталей для эксплуатации при криогенных температурах. Предложенный сплав содержит следующие компоненты, мас.%: кремний 6,5-9,0, медь 2,0-4,0, магний 0,15-0,40, титан 0,05-0,30, стронций 0,01-0,15, железо 0,05-0,25, кадмий 0,1-0,4, висмут 0,1-0,5, марганец 0,05-0,15, алюминий остальное. Техническим результатом изобретения является создание сплава, обладающего высоким уровнем прочности и пластичности предлагаемого сплава при комнатной температуре и температуре -253°С. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 237 094 C2

Литейный алюминиевый сплав для литья в металлические формы, содержащий кремний, медь, магний, титан, стронций и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кадмий, висмут и марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний 6,5-9,0

Медь 2,0-4,0

Магний 0,15-0,40

Титан 0,05-0,30

Стронций 0,01-0,15

Железо 0,05-0,25

Кадмий 0,1-0,4

Висмут 0,1-0,5

Марганец 0,05-0,15

Алюминий Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2237094C2

RU 2052530 С1, 20.01.1996
ЛИТЕЙНЫЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ 1995
  • Тарарышкин Виктор Иванович
  • Филатов Юрий Аркадьевич
  • Конкевич Валентин Юрьевич
  • Ильенок Андрей Алексеевич
  • Сухомлин Виктор Степанович
RU2082806C1
SU 689362 А1, 10.03.1996
Регулятор скорости для дизель-генератора 1976
  • Молотов Виктор Тимофеевич
  • Страхов Лев Николаевич
  • Вегера Николай Леонтьевич
  • Березовский Павел Иосифович
  • Сторчевой Николай Макарович
  • Лебедкин Валентин Иванович
SU595531A1
GB 582728, 26.11.1946.

RU 2 237 094 C2

Авторы

Тихонов А.А.

Гаврилюк В.В.

Карпов В.Н.

Даты

2004-09-27Публикация

2001-12-26Подача