Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия


 


Владельцы патента RU 2410458:

Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве деформированных полуфабрикатов из термически неупрочняемых свариваемых коррозионно-стойких сплавов на основе алюминия, применяемых в качестве конструкционного и проводникового материала преимущественно в авиакосмической и атомной технике. Сплав на основе алюминия содержит следующие компоненты, мас.%: магний 1,8-2,4, скандий 0,2-0,4, цирконий 0,1-0,2, церий 0,0001-0,005, железо 0,01-0,15, кремний 0,01-0,1, алюминий - остальное, при этом величина содержания железа к содержанию кремния должна быть не меньше единицы. Получается сплав, обладающий повышенной прочностью и электропроводностью, что позволяет уменьшить вес изготавливаемых конструкций. 2 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве деформированных полуфабрикатов из термически неупрочняемых сплавов на основе алюминия, применяемых в качестве конструкционного и проводникового материала преимущественно в авиакосмической и атомной технике.

Известен деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия следующего химического состава, мас.%:

Магний 0,5-1,8
Алюминий Остальное

(см. Промышленные алюминиевые сплавы. Справ, изд. / Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984, с.44).

Однако существующий сплав имеет низкие прочностные свойства.

Известен деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия следующего химического состава, мас.%:

Магний 1,8-2,8
Марганец 0,2-0,6
Алюминий Остальное

(см. Промышленные алюминиевые сплавы. Справ, изд. / Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984, с.44), прототип.

Недостатком известного сплава является низкая прочность и низкая электропроводность и, как следствие, увеличенный вес и соответственно пониженные характеристики весовой отдачи приборов и аппаратов.

Предлагается деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, скандий, цирконий, церий, железо и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний 1,8-2,4
Скандий 0,2-0,4
Цирконий 0,1-0,2
Церий 0,0001-0,005
Железо 0,01-0,15
Кремний 0,01-0,1
Алюминий Остальное,

при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть не меньше единицы.

Предлагаемый сплав отличается от известного тем, что он дополнительно содержит скандий, цирконий, церий, железо и кремний и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Магний 1,8-2,4
Скандий 0,2-0,4
Цирконий 0,1-0,2
Церий 0,0001-0,005
Железо 0,01-0,15
Кремний 0,01-0,1
Алюминий Остальное,

при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть не меньше единицы.

Технический результат - повышение прочности и электропроводности сплава, что позволит уменьшить вес изготавливаемых конструкций и соответственно повысить характеристики весовой отдачи приборов и аппаратов.

При данном содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве при распаде твердого раствора, зафиксированного при кристаллизации слитка, происходит образование вторичных мелкодисперсных интерметаллидов, оказывающих непосредственное упрочняющее воздействие и обедняющих твердый раствор, повышая тем самым электропроводность матрицы. Это позволяет повысить прочность и электропроводность сплава, сохранив его высокую коррозионную стойкость и хорошую свариваемость, и, как следствие, уменьшить вес изготавливаемых конструкций, повысив тем самым характеристики весовой отдачи приборов и аппаратов, что особенно важно для авиакосмической и атомной техники.

Пример

Получили предлагаемый сплав из шихты, состоящей из алюминия А99, магния МГ95, двойных лигатур алюминий-скандий, алюминий-цирконий, алюминий-церий, алюминий-железо и силумина. Сплав готовили в электрической плавильной печи и методом полунепрерывного литья отливали круглые слитки диаметром 315 мм. Химический состав сплава приведен в таблице 1.

Слитки гомогенизировали, резали на мерные заготовки, механически обрабатывали, после чего при 400°С прессовали на горизонтальном гидравлическом прессе на пруток диаметром 110 мм. Пруток прокатывали при 390°С на катаную заготовку диаметром 8 мм, которую отжигали при 390°С, после чего подвергали холодному волочению до диаметра 2 мм с пятью промежуточными отжигами. Полученную таким образом проволоку диаметром 2 мм отжигали при 250°С. Горячепрессованный пруток диаметром 110 мм и отожженную проволоку диаметром 2 мм испытывали при комнатной температуре с определением предела прочности σв и удельной электропроводности γ. Также проводили испытания сплава-прототипа, химический состав которого приведен в таблице 1. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 1
Сплав Химический состав, мас.%
Магний Марганец Скандий Цирконий Церий Железо Кремний Fe/Si Алюминий
Предлагаемый 2,08 - 0,32 0,12 0,0005 0,03 0,02 1,5 Остальное
Прототип 2,3 0,4 - - - - - - Остальное
Примечание: Fe/Si - отношение содержания железа к содержанию кремния.
Таблица 2
Сплав Предел прочности, σв, МПа Удельная электропроводность, γ, МСм/м
Горячепрессованный пруток Отожженная проволока Горячепрессованный пруток Отожженная проволока
Предлагаемый 320 243 25,0 25,3
Прототип 210 180 20,8 21,0

Таким образом, предлагаемый сплав имеет предел прочности в 1,2-1,5 раза выше, а электропроводность в 1,15-1,25 раза выше, чем известный сплав-прототип. Это позволит на 10-30% снизить вес конструкций и соответственно повысить характеристики весовой отдачи приборов и аппаратов, что принципиально важно для авиакосмической и атомной техники. Кроме того, применение предлагаемого сплава в виде проволочной заготовки для последующего волочения позволит повысить производительность процесса получения из нее тонкого провода за счет уменьшения числа обрывов при волочении. Применение предлагаемого сплава в виде сварочной проволоки при сварке плавлением заготовок из деформируемых термически неупрочняемых малолегированных сплавов на основе системы алюминий-магний позволит повысить прочность и надежность сварных соединений. Сварные и несварные конструкции из предлагаемого сплава могут применяться для работы в различных агрессивных средах, таких как морская вода, нефть, минеральные масла, компоненты топлива двигателей летательных аппаратов, минеральные удобрения, фтор.

Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит скандий, цирконий, церий, железо и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний 1,8-2,4
Скандий 0,2-0,4
Цирконий 0,1-0,2
Церий 0,0001-0,005
Железо 0,01-0,15
Кремний 0,01-0,1
Алюминий Остальное,

величина отношения содержания железа к содержанию кремния в котором не меньше единицы.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически упрочняемым высокопрочным алюминиевым сплавам системы Al-Zn-Mg-Cu, предназначенным для изготовления всех видов деформируемых полуфабрикатов, в том числе и тонких листов, используемых в авиастроении, машиностроении и других областях промышленности.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала преимущественно для сварных конструкций космической техники, работающих при криогенных температурах.

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.

Изобретение относится к производству изделий из высокоустойчивого к повреждениям алюминиевого катаного сплава. .
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и авиационной промышленности, в частности для производства сотовых конструкций.

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия на основе системы Al-Mg-Mn, применяемых для изготовления броневых полуфабрикатов и изделий из него, используемых в авиа- и судостроении, в производстве наземных бронированных транспортных средств и других объектов гражданского и специального назначения.
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.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению композиционных материалов с матрицей из алюминиевого сплава, армированной стальными волокнами, для изготовления элементов планера самолета, стрингерного набора, обшивки и т.д.

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности деформируемых термически неупрочняемых сплавов, предназначенных для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала.

Изобретение относится к способу изготовления конструкционных деталей самолетов из сплава алюминий-магний-литий. .
Изобретение относится к получению высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, предназначенных для изготовления прессованных, кованых и катаных полуфабрикатов
Изобретение относится к алюминиевому сплаву, детали из которого получают литьем под давлением

Изобретение относится к алюминиевым сплавам и способу их изготовления, а конкретнее к содержащим магний высококремниевым алюминиевым сплавам, используемым в качестве конструкционных материалов, и способу их изготовления
Изобретение относится к области металлургии, в частности к содержащим бор алюмоматричным композиционным материалам, и может быть использовано при получении изделий, к которым предъявляются требования низкого удельного веса в сочетании со специальными свойствами, в частности высокий уровень поглощения при нейтронном излучении. Композиционный материал содержит медь, марганец, цирконий, железо, кремний бор и имеет структуру, состоящую из алюминиевого твердого раствора и равномерно распределенных в нем фаз при следующем их соотношении в твердом растворе, в мас.%: 6-15 В4С, 2-6 Al15(Fe, Mn)3Si2, 2-6 Al20Cu2Mn3, 0,4-0,8 Al3Zr. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости материала к нагревам до 350°С при достаточном уровне механических свойств, составляющих: временное сопротивление (σв) - не менее 450 МПа, предел текучести (σ0,2) - не менее 400 МПа, относительное удлинение (δ) - не менее 4%, твердость не менее 2,7 ГПа. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к способу изготовления полосы, выполненной из сплава Al-Mg-Si, в котором слиток для прокатки отливается из сплава Al-Mg-Si, подвергается гомогенизации, слиток для прокатки, доведенный до температуры горячей прокатки, подвергается горячей прокатке и затем при необходимости холодной прокатке до его конечной толщины, при этом горячая полоса имеет температуру не выше 130°С непосредственно на выходе с последнего прохода горячей прокатки, преимущественно температуру не выше 100°С, после чего полоса сматывается при этой или более низкой температуре. Способ позволяет производить алюминиевые полосы из сплава Al-Mg-Si, которые обладают более высоким относительным удлинением и, следовательно, более высокими степенями деформации при изготовлении структурированных металлических листов. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 табл., 4 ил.

Изобретение относится к алюминиевому сплаву для производства подложек для офсетных печатных форм. Алюминиевый сплав содержит следующие компоненты, в мас.%: 0,2% ≤ Fe ≤0,5%, 0,41% ≤ Mg ≤ 0,7%, 0,05% ≤ Si ≤ 0,25%, 0,31% ≤ Mn ≤0,6%, Cu ≤0,04%, Ti ≤ 0,05%, Zn ≤ 0,05%, Cr ≤ 0,01%, остальное - Al и неизбежные примеси, каждая из которых присутствует в количестве не более 0,05%, а в целом они составляют максимум 0,15%. Техническим результатом изобретения является создание алюминиевого сплава и алюминиевой ленты, изготовленной из алюминиевого сплава, которая пригодна для производства подложек для печатных форм, обладающих более высоким сопротивлением усталости при изгибе поперек направления вращения и большей термической устойчивостью без снижения способности к зернению. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области технологии производства прессованных полуфабрикатов из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, с улучшенными эксплуатационными и технологическими свойствами в виде длинномерных, тонкостенных панелей и профилей, предназначенных для использования на железнодорожном транспорте, монорельсовом транспорте и в других транспортных системах. Способ включает литье слитка из алюминиевого сплава серии 6000, гомогенизацию, горячее прессование при скорости истечения 3,0-30,0 м/мин из подогреваемого контейнера, термическую обработку на твердый раствор путем закалки в воду, проведение после закалки правки растяжением и искусственное старение. Техническим результатом изобретения является создание технологии производства прессованных полуфабрикатов из высоколегированного алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, обладающего хорошими механическими, технологическими и коррозионными свойства. 5 табл., 3 ил.

Изобретение относится к листам из алюминиевых сплавов для высокотемпературной пайки, которые могут быть использованы для изготовления радиаторов. Лист состоит из сердцевины, выполненной из алюминиевого сплава, и материала плакировки, нанесенного на по меньшей мере одну сторону сердцевины и выполненного из алюминиевого сплава с более низким коррозионным потенциалом, чем у материала сердцевины, причем материал плакировки представляет собой самый внешний слой листа для высокотемпературной пайки и выполнен из алюминиевого сплава, содержащего, в мас.%: от 0,8 до 1,3 Mg, от 0,5 до 1,5 Si, от 1,0 до 2,0, предпочтительно 1,4-1,8 Mn, ≤0,7 Fe, ≤0,1 Cu, и ≤4 Zn, ≤0,3 каждого из Zr, Ti, Ni, Hf, V, Cr, In, Sn, и ≤0,5 суммы Zr, Ti, Ni, Hf, V, Cr, In, Sn, а остальное - Al и неизбежные примеси. Изобретение позволяет создавать тонкие листы из алюминиевых сплавов, имеющие высокую прочность, хорошую коррозионную стойкость и обрабатываемость давлением. 27 з.п. ф-лы, 3 ил., 7 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области металлургии и, в частности, к составу высокопрочных литейных алюминиевых сплавов, которые можно использовать для получения сварных конструкций. Высокопрочный литейный свариваемый алюминиевый сплав содержит, мас.%: кремний от 1,0 до 4,0, магний от 1,7 до 8,0, скандий от 0,1 до 0,5, кобальт от 0,3 до 0,6, титан и/или цирконий от 0,2 до 1,2, железо не более 0,4, алюминий остальное. При этом соотношение скандия к титану и/или цирконию составляет от 1,5 до 2,5, а отношение суммарного содержания магния и кремния к кобальту составляет от 8 до 14. Техническим результатом изобретения является повышение прочности сварных конструкций. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу получения полосы из сплава серии АА6ххх и может быть использовано для изготовления конструктивных элементов в автомобилестроении, самолетостроении или производстве рельсовых транспортных средств, в частности в качестве конструктивного элемента в автомобилестроении, предпочтительно в качестве конструктивного элемента кузова. Способ получения полосы из алюминиевого сплава серии АА6ххх включает отливку из сплава слитка для прокатки, его гомогенизацию, нагрев слитка до температуры горячей прокатки и проведение горячей прокатки, затем при необходимости холодную прокатку слитка до конечной толщины, диффузионной отжиг и охлаждение готовой прокатанной полосы, при этом в процессе горячей прокатки полосу охлаждают во время последних двух проходов непосредственно после выхода из валков после последнего прохода горячей прокатки до температуры от более 130 до 250°С, предпочтительно до 230°С, и сматывают при этой температуре. Техническим результатом изобретения является повышение деформируемости сплава и надежности изготовления из него полос. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.
Наверх