Литейный алюминиевый сплав

Авторы патента:

C22C21/04 - модифицированные алюминиево-кремниевые сплавы

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 -253С. 2 табл.

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 _в=241-370 МПа и пластичность =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: _в=420-500 MПa и =6,0-10,0%.

Однако при испытаниях механических свойств при температуре -253С оказалась довольно низкой пластичность - =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 -253С, 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±5С (6 ч) + 500±5С (6 ч) + 510±5С (8 ч), закалка в воду с температурой 20-30С, искусственное старение при температуре 150±5С (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 -253С по пластичности он превосходит прототип в 2-3 раза.

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

Формула изобретения

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

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 27.09.2006 БИ: 27/2006

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов, предназначенных для литья под давлением

Сплав на основе алюминия // 2233901

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в литейном производстве для получения отливок с повышенной термостойкостью, например для отливок поршней двигателей внутреннего сгорания

Сплав на основе алюминия, изделие из этого сплава и способ изготовления изделия // 2221891

Изобретение относится к области металлургии, в частности к алюминиевым сплавам системы алюминий-магний-кремний, в том числе для изготовления массивных полуфабрикатов, получаемых прессованием, прокаткой, штамповкой, и может быть использовано в индустриальном машиностроении, строительстве, автомобильной промышленности

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2215806

Изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2215805

Изобретение относится к области металлургии, а именно к Al-Li сплавам пониженной плотности, предназначенным для применения в качестве конструкционных материалов в авиакосмической технике

Литейный сплав на основе алюминия // 2196842

Изобретение относится к области металлургии литейных сплавов на основе алюминия, предназначенных для изготовления изделий, работающих в узлах приборов

Сплав на основе алюминия // 2190033

Изобретение относится к области металлургии литейных сплавов на основе алюминия

Литейный сплав на основе алюминия // 2190032

Способ защиты стальных деталей машин от солевой коррозии // 2165475

Способ модифицирования заэвтектических силуминов // 2102514

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу модифицирования заэвтектических силуминов

Литейный сплав на основе алюминия // 2237095

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов, характеризующихся низким коэффициентом линейного расширения и предназначенных для изготовления литьем поршней и других деталей, к которым предъявляются требования по достаточной прочности и минимальному изменению размеров при повышенных температурах

Литейный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него // 2237096

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к производству фасонных отливок из сплава на основе алюминия системы Al-Si-Cu-Mg, применяемых в качестве базовых деталей агрегатов управления топливной системой в авиационной и автомобильной промышленности

Деформируемый сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из этого сплава // 2255133

Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности к деформируемым термически упрочняемым, высокотехнологичным, коррозионно-стойким и свариваемым сплавам на основе системы Al-Mg-Si и изделиям из них

Производство сплавов типа алюминий-кремний // 2269583

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу производства сплавов алюминий-кремний, в частности сплавов, содержащих более 7% кремния

Сплав на основе алюминия // 2306351

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе алюминия, которые могут быть использованы в машиностроении

Сплав на основе алюминия // 2319761

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам литейных сплавов на основе алюминия

Сплав на основе алюминия // 2320746

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, которые могу быть использованы в строительстве

Способ получения литейных алюминиево-кремниевых сплавов // 2322522

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии приготовления алюминиево-кремниевых сплавов, например силуминов

Сплав на основе алюминия // 2327755

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе алюминия, которые могут быть использованы для изготовления поршней, головок цилиндров и других деталей, работающих при температурах до 275°С.Сплав на основе алюминия содержит следующие компоненты, мас.%: кремний 9,0-11,0, медь 0,7-1,1, магний 0,15-0,25, марганец 0,15-0,3, иттрий 0,05-0,1, стронций и/или лантан 0,05-0,1, цинк 0,7-1,5, бор 0,03-0,07, серебро 0,05-0,1, алюминий - остальное

Сплав на основе алюминия и изделия из него // 2327756

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия системы алюминий-магний-кремний, применяемых для изготовления изделий на линиях скоростного резания, а также изделий, предназначенных для последующей механической обработки