Сплав на основе алюминия Советский патент 1993 года по МПК C22C21/06 

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала в виде штампованных, катаных и прессованных полуфабрикатов, обладающего высо; ими рентгеноконтрастными свойствами.

Известен конструкционный сплав на основе алюминия, содержащий 1,5% Сг+1,5% Zr, алюмини(- остальное. Однако известный ч:плав практически не обладает рентгено1 онтрастными свойствами. Степень поглощения рентгеновских лучей составляет у-20-25%.

Известен также конструкционный сплав на основе алюминия, содержащий, по крайней мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей 1-3% Си, 0,5-15% Сг, 0,5-2-,5% Fe, 0,5-3% Mg, 0,5-2,5% N1,0.0010,2% Tl, 0,5-10% Zr, 2-20% y А12Оз. 0,10,2 % Mn, 0,1 -0,3 % Zn, алюминий остальное.

Однако данный сплав также практически не обладает реитгеноконтрастными свойствами.

Наиболее близкмм к предложенному сплаву является сплав на основ® алюминия, содер ащмй, ввс.%:

Хром0,2-2,0

Окись алюминий0,01-2,0

Металл, выбранный из группы, содержащей РЗМ,мишметалл, иттриевый концентрат 5,0-20,0 АЛЮМИНИЙОстальное

Степень поглощения рентгеновских лучей известного сплава составляет более

. ,

J /О -.,.

OAf.aKo.npM Bbicotcvjx рентгеноконтрастных свойствах прочностные свойства полуфабрикатов не отвечают требуемому уровню, что не позволяет использовать его в качестве конструкционного материала.

Целью изобретения является разработка состава конструкционного сплава на основе алюминия, обладающего высокими прочностными свойствами при одновременном сохранении рентгенокомтрастных свойств.

Для достижения поставленной цели в сплав на основе алюминия, содержащей хром, окись алюминия, и элемент, выбранный из группы, содержащей редкоземельный металл, мишметалл, и иттриевый концентрат, дополнительно введен, по крайней мере, один металл, выбранный из группы, содержащей марганец, цирконий и титан, преследующем соотношении компонентов, вес.%:

Хром0,5-2,5

Окись алюминия0,1-1,0

По крайней мере один

элемент, выбранный

из группы, содержащей

редкоземельный.

металл, мишметалл, иттриевый концентрат 8,0-20

По крайней мере один

металл, выбранный из

группы, содержащей

марганец, цирконий,

титанI 0,5-2,5

АлюминийОстальное

В сплаве допускается присутствие примесей, не более вес.%:

Железо0,5

Кремний 0,5

Магний0.5

Высокое содержание тугоплавких переходных металлов - хрома, марганца, цирконий и титана - удается ввести в твердый раствор за счет высокой скорости охлаждения при кристаллизации, порядка 100015000 град/с, которая имеет место при литье сплавов методом, гранулирования, В процессе технологических нагревов (при

брикетировании, прессовании, прокатке) происходит распад аномально пересыщенного твердого раствора тугоплавких металлов в алюминии.

При этом вторичные выделения интерметаллидов циркония, марганца и титана выделяются в дисперсном виде и значительно упрочняют твердый раствор, тем самым

обеспечивая высокую прочность при комнатной температуре, р то время как интерметаллиды хромовых фаз достаточно крупные и практически не упрочняют твердый раствор; окись алюминия обеспечивает прочность при повышенных температурах, добавки редкоземельных металлов - аысокие рентгеноконтрастные свойства.

Сплав готовят по следующей технологии. В перегретый до 750-800°С алюминий вводят редкоземельные металлы и поднимают температуру до 1100°С, при которой

вводят тугоплавкие металлы. После перемешивания и выстаивания начинают литье гранул. Для введения окиси алюминия гранулы размалывают в шаровой мельнице. Из предлагаемого сплава можно изготавливать все

виды деформируемых полуфабрикатов.

Для опробования предложенного состава и сопоставления его с известным бь1ло приготовлено несколько плавок, которых приведены в табл.1.

Из всех сплавов были отпрессованы полосы, которые затем по единой технологии раскатаны на лист толщиной 2,0 мм. Результаты испытаний механических свойств листов из исследуемых сплавов приведены в

табл.2.

При сравнении результатов механических испытаний предложенного сплава (1-8) с известным (9-10) видно, что дополнительное введение тугоплавких переходных металлов (марганца, циркония и титана) за счет образования дисперсных вторичных интерметаллидов при распаде аномально пересыщенного твердого раствора обеспечивает

существенный прирост прочностных свойств полуфабрикатов: предела прочности на 8-12 кгс/мм, предела текучести на 15-18 кгс/мм при сохранении высоких рентгенокоитрастных свойств более 55%.

Таблица 1

СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ.~ вк:лючающий хром, окись, алюминия и элемент, выбранный из группы, содержащей редкоземельный металл, мишметалл, иттрй- евый концентрат, 6 т л и ч а ющийся тем.что, с целью повышения прочностных свойств деформируемых полуфабрикатов, при сохранении высоких реНтгеноконтраст- ных свойств, он дополнительир^содержит, по крайней мере, один металл, выбранный из группы, содержащей марганец, титан, цирконий, при следующем соотношении компонентов, вес.%: , • •' .• V . •XpoM.4.;:V '.-•;>& .- v::i , OtS-2:,5 •- :''Окись алюминия . / 0,Т-1 ,б . *.Элемент^ 8Ь1бранНый ; ':;; : ; 'из группы, содержащейредкоземельный металл, • •мишмeтзллv иттриевыйконцентрат: 8,0-^20,0;' По крайней мери одинметалл, выбранный из:группы, сод;ёр>&кащей..'марганец, цирконий,,.титан0,5-2,5АлюминийОстальное

Таблица 2