Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности, к деформируемым термически неупрочняемым свариваемым сплавам на основе системы Аl-Мn и изделиям, выполненным из него, предназначенным для использования в авиации, строительстве, автомобильной и других отраслях промышленности, например, для малонагруженных конструкций (бензо- и маслопроводов, баков), а также теплообменников, декоративной отделки, транспортировки и хранения различных химических веществ и т.д.
На основе системы Аl-Мn разработаны сплавы серии 3000, сплавы обладают комплексом ценных свойств: высокой коррозионной стойкостью, свариваемостью, высокой пластичностью, технологичностью как при горячей, так и при холодной обработке давлением. Сплавы этой системы не требуют закалки, что снижает трудоемкость при получении из них полуфабрикатов, и отсутствуют потери металла, связанные с короблением. Однако уровень прочностных свойств, особенно предела текучести у этих сплавов низкий. С помощью холодной деформации можно повысить прочностные свойства, но при этом резко снижается пластичность.
Известен сплав на основе алюминия марки 3003, содержащий в мас.%:
марганец 1,5
кремний ≤0,6
железо ≤0,7
медь ≤0,2
цинк ≤0,1
алюминий остальное
(Alloy Dig., 1988, Jan, опубл. в Реферативном журнале “Металлургия” №5, 1988 г., 5И1097 ).
Сплав применяют в виде холоднодеформированных полуфабрикатов (листов, плит). Сплав имеет низкий предел текучести - 4 кгс/мм2. Для повышения прочностных свойств применяют холодную деформацию, при этом существенно снижается относительное удлинение - до 4%, что приводит к резкому падению технологичности полуфабриката из данного сплава и невозможности получения из него изделий сложной формы.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является сплав на основе алюминия марки АМц, который содержит в мас.%:
марганец 1,0-1,6
в сплаве допускается наличие примесей, не более
железо 0,7
кремний 0,6
медь 0,2
алюминий остальное
(М.В.Мальцев Металлография промышленных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1970 г., с.47-48).
Недостатком известного сплава является также пониженная прочность, особенно предела текучести в отожженном состоянии. Повышение прочности путем деформации снижает пластичность, и, как следствие, падает способность к формуемости, становится невозможным получение изделия сложной формы.
Технической задачей изобретения является разработка сплава на основе системы Аl-Мп и изделия, выполненного из этого сплава, с целью повышения предела текучести при высоком относительном удлинении, что обеспечивает хорошую деформируемость в холодном состоянии и повышенную обрабатываемость резанием.
Для достижения технической задачи предложен деформируемый сплав на основе алюминия, содержащий марганец и дополнительно кальций, натрий и по меньшей мере один металл, выбранный из группы, включающей железо, медь, цирконий и хром, при следующем соотношении компонентов в мас.%:
марганец 0,5-1,7
кальций 0,002-0,5
натрий 0,0002-0,01
по меньшей мере один металл,
выбранный из группы, включающей
железо, медь, цирконий и хром 0,02-1,0
алюминий остальное,
и изделие, выполненное из него.
В сплаве допускается наличие примесей не более в мас.%:
титан 0,2
цинк 0,5
кремний 0,5
магний 0,4
Са в количестве 0,002-0,5% совместно с 0,0002-0,01% Na в сплаве системы Аl-Мn повышает предел текучести сплава, улучшает деформируемость в холодном состоянии и способность к обработке резанием. При содержании Са и Na в сплаве соответственно ниже 0,002 и 0,0002% эффект воздействия практически не проявляется, а при содержании выше 0,5 и 0,01% снижаются пластические свойства, особенно при холодной деформации.
Железо, цирконий, медь и хром относятся к группе переходных металлов. Для повышения прочностных свойств сплава и измельчения зерна при рекристаллизации вводят по меньшей мере один металл, выбранный из группы, включающей железо, цирконий, медь и хром. При содержании железа, и/или меди, и/или циркония, и/или хрома менее нижнего предела положительного воздействия не проявляется, при содержании выше верхнего предела снижается пластичность сплава за счет появления первичных интерметаллидов.
Сплав может быть изготовлен в форме прессованных, катаных и кованых и штампованных полуфабрикатов. Приготовление предложенного сплава допускает применение вторичной шихты с привлечением отходов широкого ассортимента.
Сплав позволяет получать изделия сложной формы, например, баков, теплообменников, бензо- и маслопроводов и т.д.
Пример, иллюстрирующий предложенное изобретение, приведен в табл.1 и 2. В табл.1 приведен химический состав опробованных композиций предложенного и известного сплавов. При приготовлении композиций алюминий, кальций, натрий, медь вводили в чистом виде, а марганец, железо, цирконий и хром в виде лигатуры. Плавка осуществлялась в электрической печи. Из отлитых слитков были получены горячепрессованная полоса и холоднокатаные листы толщиной 1,5 мм. В табл.2 приведены свойства полуфабрикатов из опробованных составов предложенного сплава в сопоставлении с известным.
Как видно из данных табл.2, предложенный сплав в сравнении с известным характеризуется более высокими прочностными свойствами, особенно пределом текучести при высоком относительном удлинении, что свидетельствует о хорошей способности к обработке деформацией в холодном состоянии и дает возможность изготавливать изделия сложной формы прогрессивным методом - холодной штамповкой. Предложенный сплав удовлетворительно обрабатывается резанием, сваривается всеми видами сварки, нечувствителен к концентраторам напряжений, поэтому может соединяться путем сварки, клепки, болтовыми соединениями. Это позволяет рекомендовать предложенный сплав для внедрения в изделия авиационной, строительной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Таким образом, предлагаемый деформируемый сплав на основе алюминия может быть использован для изготовления различных изделий, например, для малонагруженных конструкций (бензо- и маслопроводов, баков), теплообменников, декоративной отделки, транспортировки и хранения различных химических веществ и т.д.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА | 2003 |
|
RU2255133C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | 2022 |
|
RU2800435C1 |
ДЕФОРМИРУЕМЫЙ ТЕРМИЧЕСКИ НЕУПРОЧНЯЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ НЕГО | 2008 |
|
RU2387725C2 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА | 1999 |
|
RU2163939C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | 1999 |
|
RU2163940C1 |
АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ | 2011 |
|
RU2458170C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА | 2010 |
|
RU2431692C1 |
Деформируемый сплав системы алюминий-магний-кремний и изделие из этого сплава | 2023 |
|
RU2817362C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | 2019 |
|
RU2735846C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ Al-Cu-Li И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | 2014 |
|
RU2560481C1 |
Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности к деформируемым термически неупрочняемым свариваемым сплавам на основе системы Al-Mn. Предложенный сплав и изделие, выполненное из него, содержат следующие компоненты, мас.%: марганец 0,5-1,7, кальций 0,002-0,5, натрий 0,0002-0,01, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, включающей железо, медь, цирконий и хром 0,02-1,0, алюминий - остальное. Техническим результатом изобретения является разработка сплава на основе системы Al-Mn и изделия, выполненного из этого сплава, обладающего повышенными значениями предела текучести при высоком относительном удлинении, что обеспечивает хорошую деформируемость в холодном состоянии и повышенную обрабатываемость резанием. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Марганец 0,5-1,7
Кальций 0,002-0,5
Натрий 0,0002-0,01
по меньшей мере один металл, выбранный из группы, включающей
Железо, медь, цирконий и хром 0,02-1,0
Алюминий Остальное
СПЛАВ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-МАРГАНЕЦ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ ЭТОГО СПЛАВА | 2002 |
|
RU2218437C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | 1999 |
|
RU2163940C1 |
ХЭТЧ Дж.Е | |||
Справочник: Алюминий: свойства и физическое металловедение | |||
М.: Металлургия, 1989, с.344-345, с.219 | |||
SU 689362 А1, 10.03.1996 | |||
Alloy Dig., Jan, реферативный журнал "Металлургия", №5, 1988, 5И1097 | |||
Способ контроля качества клейковины в пшенице | 1989 |
|
SU1830142A3 |
Авторы
Даты
2005-06-27—Публикация
2003-12-19—Подача