Сплав на основе алюминия Советский патент 1992 года по МПК C22C21/06 

Изобретение относится к металлургии легких сплавов, а именно к сплавам на основе алюминия, получаемым методами быстрой закачки и содержащим магний, переходные и редкоземельные металлы.

Известен ряд алюминиевых сплавов, характеризующихся высоким комплексом физико-механических характеристик и- содержащих в своем составе магний. К этому классу материалов относится и сплав 5086. К недостаткам этого сплава можно отнести его сравнительно невысокие прочностные характеристики.

Наиболее близким к данному сплаву по составу является сплав 5154, содержащий, мас.%: магний 4; хром 0,25; алюминий остальное. Прочностные свойства этого сплава также являются недостаточно высокими и не удовлетворяют требованиям современной техники.

Целью изобретения является создание сплава, получаемого методами быстрой закачки с более высокими прочностными характеристиками при комнатной температуре.

Для достижения указанной цели в состав сплава на основе алюминия, содержащего магний и хром, дополнительно введены железо и иттрий при следующем соотношении входящих компонентов, мас.%:

Магний4-7

Хром1-2

Железо2-6

Иттрий0,01-0,5

АлюминийОстальное

Содержание железа в предлагаемом сплаве выбрано таким, чтобы после быстрой закалки материал представлял собой твердый раствор, дисперсноупрочненный выделениями фаз AleFe и . Такие фазы являются наиболее эффективными упрочни- телями. Добавка иттрия существенно повышала дисперсность образующихся интерметаллидов. При этом средний размер выделений не превосходил 0,5 мкм, что обеспечивало сохранение сравнительно высокой пластичности у предлагаемого сплава. Хром, вводимый в сплав в указанном количестве, содержится в интерметаллидных дисперсных выделениях, что приводит к их дополнительному упрочнению. Легирование магнием, имеющим высокую растворимость в алюминии и упрочняющим матрицу, позволяет существенно повысить комплекс механических свойств. Сплав изготавливали методом быстрой закалки при скоростях охлаждения 106 К. Компактирова- ние осуществлялось методом экструзии в температурном интервале 350-400°С.

Механические свойства предлагаемого и известного сплавов (прототипа) при комнатной температуре представлены в таблице.

Как видно из таблицы, прочностные характеристики предлагаемого сплава превосходят прочностные характеристики известного сплава - прототипа. Преимущество предлагаемого сплава по сравнению с известным при комнатной температуре по пределу прочности на 50-75% по пределу текучести на 50-100%.

Введение легирующих или меньших в количествах больших или меньших указанного для предлагаемого сплава не обеспе- чивает столь значительного преимущества по прочностным характеристикам.

Содержание железа и иттрия ниже нижнего предела не позволяет достигнуть суммарной объемной доли частиц упрочающих фаз, в связи с чем прочность сплава 5 усту

5

0

0

5

0

пает сплавам 1-3; химический состав которых находится указанных в пределах. Увеличение содержания железа и иттрия выше верхнего предела приводит к образованию крупных фаз AlsFe, иттрий образует интер- металлиды типа AlsY грубой формы, что также приводит к снижению прочностных характеристик.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого по сравнению с известным является значительное повышение его прочностных характеристик, вследствие чего детали, изготовленные из этого сплава, будут обладать большим запасом прочности, по сравнению с известным, и смогут работать в более нагруженных конструкциях.

Формула изобретения

Сплав на основе алюминия, содержащий магний и хром, отличающийся тем, что с целью повышения прочности, он дополнительно содержит железо и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний4-7

Хром1-2

Железо2-6

Иттрий001-0,5

АлюминийОстальное

Использование: в области легких сплавов, в частности в металловедении алюминиевых сплавов. Может быть использовано для получения сплавов методом быстрой закалки. Сущность: в сплав дополнительно вводят железо и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 4- 7; хром 1-2; железо 2-6; иттрий 0,01-0,5; алюминий остальное. Изобретение может найти применение в нагруженных конструкциях, применяемых в новой технике. 1 табл.