Конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала. Сплав содержит, мас. %: магний 5,7-6,3, титан 0,01-0,03, бериллий 0,0001-0,005, цирконий 0,05-0,12, скандий 0,18-0,26, марганец 0,2-0,55, железо 0,05-0,3, кремний 0,03-0,2, неизбежные примеси: медь не более 0,1, цинк не более 0,1, остальные примеси каждой не более 0,05 и в сумме не более 0,15; алюминий - остальное, при содержании водорода в сплаве 0,1-0,35 см3/100 г металла и величине отношения содержания железа к содержанию кремния, равной или большей единицы. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик сплава. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов, преимущественно в виде катаных плит и листов, в качестве конструкционного материала в космической технике, авиастроении, транспортном машиностроении и других областях техники.

Известны в металлургии конструкционные деформируемые термически неупрочняемые сплавы на основе алюминия, в частности сплав следующего химического состава, мас. %:

Магний 5,5-6,5
Марганец 0,8-1,1
Цирконий 0,02-0,1
Бериллий 0,0001-0,005
Примеси, не более:
меди 0,05
цинка 0,2
железа 0,2
кремния 0,2
Алюминий Остальное,

(Алюминиевые сплавы. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы. Справочное руководство. - М.: Металлургия. 1972. С. 44).

Однако существующий сплав имеет низкие прочностные свойства в отожженном состоянии.

Известен конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия (патент RU №2233345, М. Кл. С22С 21/08 - прототип) следующего химического состава, мас. %:

Магний 5,0-5,6
Титан 0,01-0,03
Бериллий 0,0002-0,005
Цирконий 0,05-0,12
Скандий 0,16-0,26
Церий 0,0002-0,0009
Марганец 0,15-0,5
Группа элементов, включающая
железо и кремний 0,05-0,12
Алюминий Остальное,

при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.

Известный сплав имеет недостаточно высокие прочностные свойства при хорошей деформируемости, высокой коррозионной стойкости и хорошей свариваемости.

Предлагается конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, титан, бериллий, цирконий, скандий, марганец, железо и кремний, который дополнительно содержит водород и неизбежные примеси меди, цинка и прочих элементов, и компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:

Магний 5,7-6,3
Титан 0,01-0,03
Бериллий 0,0001-0,005
Цирконий 0,05-0,12
Скандий 0,18-0,26
Марганец 0,2-0,55
Железо 0,05-0,3
Кремний 0,03-0,2
Водород 0,1-0,35 см3/100 г металла
Неизбежные примеси, не более:
меди 0,1
цинка 0,1
каждого из прочих элементов 0,05
суммы прочих элементов 0,15
Алюминий Остальное,

при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.

Предлагаемый сплав отличается от известного тем, что он дополнительно содержит водород и неизбежные примеси меди, цинка и прочих элементов, и компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:

Магний 5,7-6,3
Титан 0,01-0,03
Бериллий 0,0001-0,005
Цирконий 0,05-0,12
Скандий 0,18-0,26
Марганец 0,2-0,55
Железо 0,05-0,3
Кремний 0,03-0,2
Водород 0,1-0,35 см3/100 г металла
Неизбежные примеси, не более:
меди 0,1
цинка 0,1
каждого из прочих элементов 0,05
суммы прочих элементов 0,15
Алюминий Остальное,

при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.

Технический результат - повышение прочностных характеристик, что позволяет повысить характеристики весовой отдачи конструкций, в частности конструкций космических аппаратов.

При предлагаемом содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве за счет дисперсных выделений вторичных интерметаллидов, содержащих в своем составе алюминий, скандий, цирконий и другие переходные металлы, входящие в состав сплава, обеспечивается высокий уровень прочностных свойств. В то же время матрица, представляющая собой, в основном, твердый раствор магния и марганца в алюминии и обладающая большим запасом пластичности, обеспечивает хорошую деформируемость при обработке сплава давлением, в частности при горячей и холодной прокатке. Водород в указанном количестве образует твердый раствор внедрения, что дополнительно повышает высокотемпературную пластичность матрицы и границ зерен, улучшая деформируемость сплава при горячей деформации. Регламентируемая величина отношения содержания железа к содержанию кремния при указанном их содержании оптимизирует морфологию избыточных интерметаллидных фаз, содержащих, в основном, алюминий, железо и кремний, способствуя повышению прочностных свойств при сохранении пластичности и обеспечивая хорошие литейные свойства сплава. Регламентированное содержание неизбежных примесей меди, цинка и примесей каждого из прочих элементов и их суммы обеспечивает стабильность химического состава сплава. Указанное количество неизбежных примесей прочих элементов может быть обеспечено технологией производства сплава без проведения химического анализа.

Пример

Получили предлагаемый сплав из шихты, состоящей из алюминия марки А85, магния марки Мг95, двойных лигатур алюминий-титан, алюминий-бериллий, алюминий-цирконий, алюминий-скандий, алюминий-марганец, алюминий-железо и силумина. Сплав готовили в электрической печи сопротивления. Требуемое содержание водорода и полную растворимость лигатур, содержащих тугоплавкие металлы, обеспечивали за счет перегрева расплава. Содержание легирующих элементов и примесей меди и цинка определяли химическим анализом. Содержание прочих примесей обеспечивали технологией производства. Содержание водорода определяли в соответствии с ГОСТ 21132.1-98. Методом полунепрерывного литья отливали плоские слитки сечением 165×550 мм. Химический состав сплава приведен в таблице 1.

Слитки гомогенизировали, после чего резали на мерные заготовки длиной 950 мм, которые затем фрезеровали до толщины 145 мм. Механически обработанные заготовки подвергали многопроходной горячей прокатке при температуре 390°С с суммарным обжатием 84%. Получили горячекатаные плиты толщиной 23 мм. Механические свойства (предел прочности σв, предел текучести σ0,2, относительное удлинение δ) плит в отожженном состоянии определяли при испытании на растяжение в соответствии с ГОСТ 1497-84 цилиндрических образцов, вырезанных из плит в направлении вдоль (Д) и поперек (П) прокатки. Также определяли механические свойства изготовленных тем же способом плит из сплава-прототипа среднего химического состава.

Результаты испытаний приведены в таблице 2. Как видно из таблицы 2, предлагаемый сплав обладает более высокими прочностными характеристиками по сравнению с известным. Применение предлагаемого сплава в качестве конструкционного материала позволит на 5-7% снизить вес конструкции, что принципиально важно для изделий космической техники.

Из предлагаемого сплава могут быть изготовлены все виды деформированных полуфабрикатов. Благодаря хорошей свариваемости и высокой коррозионной стойкости, свойственным деформируемым термически неупрочняемым сплавам на основе алюминия, предлагаемый сплав может быть использован в сварных конструкциях как в качестве основного материала, так и в качестве присадочного материала при сварке плавлением.

Конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, титан, бериллий, цирконий, скандий, марганец, железо, кремний, медь, цинк и неизбежные примеси, отличающийся тем, что он дополнительно содержит водород при следующем соотношении компонентов, мас. %:

магний 5,7-6,3
титан 0,01-0,03
бериллий 0,0001-0,005
цирконий 0,05-0,12
скандий 0,18-0,26
марганец 0,2-0,55
железо 0,05-0,3
кремний 0,03-0,2
неизбежные примеси:
медь не более 0,1
цинк не более 0,1
остальные примеси в сумме не более 0,15 при содержании каждой не более 0,05
водород 0,1-0,35 см3/100 г металла
алюминий остальное,

при отношении содержания железа к содержанию кремния, равным или большем единицы.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к продуктам из алюминиевых сплавов и может быть использовано в транспортной промышленности. Продукт из высокопрочного коррозионностойкого свариваемого алюминиевого сплава содержит, мас.%: Mg от 3,5 до 6,0, Mn от 0,4 до 1,2, Fe < 0,5, Si < 0,5, Cu < 0,15, Zr от 0,05 до 0,25, Cr от 0,03 до 0,3, Ti от 0,03 до 0,2, Sc от 0,1 до 0,3, Zn < 1,7, Li < 0,5, Ag < 0,4, необязательно, один или более из следующих образующих дисперсоиды элементов, выбранных из группы, состоящей из эрбия, иттрия, гафния, ванадия, каждый < 0,5 мас.%, и примеси < 0,05 каждый, в сумме < 0,15, а остальное - алюминий.

Изобретение относится к способу получения фасонной панели из алюминиевого сплава, в частности сплава серии 5000, который может быть использован в аэрокосмической или автомобильной промышленности.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к термически неупрочняемым алюминиевым сплавам системы алюминий - магний, и может быть использовано для изготовления высоконагруженных элементов изделий.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно к способам изготовления листовых заготовок из деформируемых термически неупрочняемых алюминиево-магниевых сплавов с добавками переходных металлов.

Изобретение относится к коррозионностойким алюминиевым сплавам с высоким содержанием магния и способам их получения. Разработаны системы и способы для непрерывной отливки изделий в виде листов или пластин из Al-Mg сплава, имеющих высокое содержание магния.

Изобретение относится к алюминиевым сплавам, полученным без вреда для окружающей среды и имеющим отличную устойчивость к окислению. Способ получения продукта из алюминиевого сплава включает получение магниевой лигатуры путем введения в расплав магния частиц на основе Ca размером 0,1-500 мкм в количестве 0,001-30 мас.%, введение полученной лигатуры в расплав алюминия в количестве 0,0001-30 мас.

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к листам из алюминиевого сплава. Лист алюминиевого сплава, содержит подложку из алюминиевого сплава с составом, содержащим, в мас.%: 3,0-4,0 магния, 0,2-0,4 марганца, 0,1-0,5 железа, не менее 0,03 - менее 0,10 меди, и менее 0,20 кремния, причем остаток составляют алюминий и неизбежные примеси.
Изобретение относится к экструдированному или катаному плакированному металлическому изделию и может быть использовано в транспортной промышленности, аэрокосмических изделиях, судах.
Изобретение относится к металлургии деформируемых термически неупрочняемых алюминиевых сплавов, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала в виде деформируемых полуфабрикатов в морской и авиакосмической технике, транспортном и химическом машиностроении, в т.ч.

Изобретение относится к области обработанных прецизионным точением деталей, полученных из выдавленных продуктов типа прутков, стержней, брусков, или даже труб из деформируемого алюминиевого сплава для прецизионного точения.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению полосы из алюминиевого сплава типа AA 5xxx с содержанием Mg по меньшей мере 4 мас. %, и может быть использовано для изготовления компонентов автомобиля. Полоса выполнена из алюминиевого сплава, имеющего следующий состав, мас.%: Si≤0,2, Fe≤0,35, 0,04≤Cu≤0,08, 0,2≤Mn≤0,5, 4,35≤Mg≤4,8, Cr≤0,1, Zn≤0,25, Ti≤0,l, остальное - Al и неизбежные примеси, составляющие не более 0,05 мас. % по отдельности и не более 0,15 мас. % в сумме, при этом полоса из алюминиевого сплава имеет рекристаллизованную микроструктуру, в которой размер зерна (GS) микроструктуры удовлетворяет следующей зависимости: GS>22+2*c_Mg, где (c_Mg) - содержание Mg в % мас. Изобретение направлено на получение полосы из AlMg сплава с содержанием Mg по меньшей мере 4 мас. %, обладающей несмотря на высокую прочность стойкостью к межкристаллитной коррозии. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к холоднокатаной полосе, изготовленной из алюминиевого сплава AlMg, а также к способу ее изготовления и может быть использовано для изготовления компонентов автомобиля, в частности частей кузова и его комплектующих. Полоса изготовлена из алюминиевого сплава системы AlMg, содержащего следующие компоненты, мас.%: Si≤0,2, Fe≤0,35, Cu≤0,15, 0,2≤Mn≤0,35, 4,1≤Mg≤4,5, Cr≤0,1, Zn≤0,25, Ti≤0,1, остальное - Al и неизбежные примеси, составляющие не более 0,05 мас.% по отдельности и не более 0,15 мас.% в сумме, при этом полоса из алюминиевого сплава имеет рекристаллизованную микроструктуру со средним размером зерна от 15 мкм до 30 мкм. Способ изготовления полосы включает отливку слитка, его гомогенизацию при 480-550°C в течение по меньшей мере 0,5 ч, горячую прокатку при температуре 280-500°C, холодную прокатку полосы до конечной толщины при степени прокатки от 40% до 70% или от 50% до 60% либо до промежуточной толщины с промежуточным отжигом при 300-500°C, а затем до конечной толщины, и мягкий отжиг готовой катаной полосы при 300-500°C в печи непрерывного действия. Изобретение направлено на создание однослойной полосы из алюминиевого сплава, которая достаточно устойчива к межкристаллитной коррозии и, тем не менее, является хорошо формуемой, так что можно получать достаточно прочные изготовленные глубокой вытяжкой части с большой площадью поверхности. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов, преимущественно в виде листов, в качестве конструкционного материала. Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия содержит, мас.%: магний 5,3-6,3; марганец 0,3-0,6; цирконий 0,08-0,15; бериллий 0,0001-0,005; скандий 0,09-0,14; титан 0,01-0,03; гадолиний 0,06-0,10; железо 0,06-0,22; алюминий и неизбежные примеси - остальное, в том числе кремний не более 0,12, цинк не более 0,1 и медь не более 0,1, при их суммарном содержании не более 0,22, при этом отношение содержания гадолиния к содержанию скандия составляет от 0,5 до 0,9, а отношение содержания железа к содержанию кремния равно или больше единицы. Техническим результатом является повышение прочности и пластичности материала. 1 пр., 2 табл.

Изобретение относится к алюминиевому сплаву и может быть использовано для изготовления конструкционных элементов в производстве автомобилей, летательных аппаратов и кораблей. Алюминиевый сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: 2,91≤Mg≤4,5, 0,5≤Mn≤0,8, 0,05≤Cu≤0,30, 0,05≤Cr≤0,30, 0,05≤Zn≤0,9, Fe≤0,40, Si≤0,25, Ti≤0,20, остальное - алюминий и примеси, при содержании каждой примеси менее 0,05 и их общем количество менее 0,15; при этом содержание Zn, Cr, Cu и Mn в сплаве должно удовлетворять следующему соотношению (2,3*%Zn+1,25*%Cr+0,65*%Cu+0,05*%Mn)+2,4≥%Mg. Изобретение направлено на получение алюминиевого сплава, обладающего незначительной склонностью к межкристаллитной коррозии, высоким уровнем прочности и хорошей деформируемостью, содержащего стандартные компоненты, которые упрощают вторичную переработку алюминиевого сплава. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к сплавам на основе алюминия, которые могут быть использованы для высоконагруженных конструкций. Сплав на основе алюминия содержит магний, скандий, по крайней мере один элемент из группы, содержащей хром, цирконий, гафний и титан, по крайней мере один элемент из группы, содержащей цинк, медь и марганец, по крайней мере один элемент из группы, содержащей церий, лантан, иттрий, эрбий, иттербий, гадолиний, диспрозий, европий, лютеций и тулий. При этом соотношение содержания скандия к суммарному содержанию элементов из группы, содержащей церий, лантан, иттрий, эрбий, иттербий, гадолиний, диспрозий, европий, лютеций и тулий, составляет от 0,1:1 до 500:1, а отношение содержания элементов из группы, содержащей хром, цирконий, гафний и титан, к содержанию скандия составляет от 2:1 до 50:1. Обеспечивается повышение прочности сплава. Изделия из данного сплава имеют предел прочности не ниже 600 МПа и увеличенный срок службы. 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения листов из алюминиевых сплавов на основе системы алюминий-магний-марганец, применяемых для изготовления ряда ответственных конструкций в судостроении, авиационной и ракетной промышленности, в вагоностроении для скоростных поездов, а также для изготовления корпусов автомобилей. Способ включает кристаллизацию слитков со скоростью не менее 100 К/с с температурой разливки 700-720°С, гомогенизационный отжиг при температуре 360°С в течение 6 ч, после чего осуществляют прокатку при комнатной температуре с суммарным обжатием 80% с последующим рекристаллизационным отжигом при температуре 320°С в течение 2 ч. Способ обеспечивает получение листов с однородной мелкозернистой структурой и равномерным распределением дисперсных наноразмерных частиц. 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов, преимущественно в виде листов, в качестве конструкционного материала. Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия содержит, мас. %: магний 5,3-6,3; марганец 0,3-0,6; цирконий 0,11-0,16; бериллий 0,0001-0,005; скандий 0,11-0,16; титан 0,01-0,03; железо 0,06-0,18; алюминий и неизбежные примеси - остальное, в том числе кремний не более 0,1, цинк не более 0,06 и медь не более 0,06, при их суммарном содержании не более 0,18, при этом отношение содержания циркония к содержанию скандия составляет от 0,9 до 1,1, а отношение содержания железа к содержанию кремния равно или больше единицы. Техническим результатом является повышение прочности и пластичности сплава. 1 пр., 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии литейных сплавов, в частности антифрикционных сплавов на основе алюминия, и может быть использовано для деталей, работающих в условиях трения скольжения. Антифрикционный сплав на основе алюминия содержит, мас %: кремний <1,2; медь 0,7-1,1; магний 3,5-5,5; цинк 4,0-5,5; олово 3,5-4,5; марганец <1,0; титан 0,05-0,25; кремний <1,2; железо <1,2; алюминий остальное. По второму варианту сплав на основе алюминия содержит, мас. %: кремний <1,2; медь 0,7-1,1; магний 3,5-5,5; цинк 4,0-5,5; олово 3,5-4,5; марганец <1,0; цирконий 0,05-0,25; кремний <1,2; железо <1,2; алюминий остальное. При этом в обоих вариантах прочих примесей каждой в отдельности содержится не более 0,2%, а сумма всех примесей не должна превышать 1,2%. Техническим результатом изобретения является снижение металлоемкости, повышение надежности и стабильности работы деталей. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала. Сплав содержит, мас. : магний 5,7-6,3, титан 0,01-0,03, бериллий 0,0001-0,005, цирконий 0,05-0,12, скандий 0,18-0,26, марганец 0,2-0,55, железо 0,05-0,3, кремний 0,03-0,2, неизбежные примеси: медь не более 0,1, цинк не более 0,1, остальные примеси каждой не более 0,05 и в сумме не более 0,15; алюминий - остальное, при содержании водорода в сплаве 0,1-0,35 см3100 г металла и величине отношения содержания железа к содержанию кремния, равной или большей единицы. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик сплава. 2 табл., 1 пр.

Наверх