×
10.09.2015
216.013.7789

СПЛАВ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно: к литейным сплавам на основе магния. Предложен сплав на основе магния, содержащий, мас. %: Zn 0,3-1,0, Zr 0,4-0,8, Cd 0,001-0,8, Yb 0,001-0,4, по крайней мере, два редкоземельных металла, выбранных из группы: Nd, Y, Gd, Dy 3,0-10,5, Mg - остальное. Сплав характеризуется высокой жаропрочностью и ударной вязкостью. 1 табл., 3 пр.
Основные результаты: Сплав на основе магния, включающий цинк, цирконий и кадмий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит иттербий и, по крайней мере, два редкоземельных металла, выбранных из группы: неодим, иттрий, гадолиний и диспрозий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, а именно: к литейным сплавам на основе магния, предназначенным для изготовления литых корпусов отсеков различного назначения, маслоагрегатов, вентиляторов, кронштейнов, приборов, корпусов опор и других деталей, работающих при повышенных температурах 150-250°C.

Известен литейный сплав на основе магния для работы при повышенных температурах следующего химического состава, мас. %:

Nd 2,2-2,6
Zr 0,4-0,1
Zn 0,1-0,7
Mg остальное

(ГОСТ 2856-79 "Сплавы магниевые литейные").

Недостатком сплава является низкий предел прочности σB=235 МПа, что не соответствует требованиям, предъявляемым к ресурсу и надежности летательных аппаратов нового поколения.

Известен литейный сплав на основе магния следующего химического состава, мас. %:

Nd 1,6-2,3
Y 1,4-2,2
Zr 0,4-1,0
Zn 0,1-0,6
Mg остальное

(ГОСТ 2856-79 "Сплавы магниевые литейные").

Недостатком сплава является его низкие механические свойства. При температуре 20°C предел прочности σB равен 220 МПа, а предел текучести σ0,2=120 МПа.

Известен литейный магниевый сплав на основе магния для работы при повышенных температурах следующего химического состава, мас %:

Но 8-12
Nd 3-6
Zn 0,4-1,0
Zr 0,4-0,6
примеси Ni, Cu, Fe, Si, Al менее 0,05
Mg остальное

(CN 2011174120 A, 10.08.2011).

Недостатком известного сплава является его высокая стоимость из-за наличия одного из самых дорогих легирующих элементов - гольмия. Кроме того, при выплавке сплава возможно образование пленистых включений, которые не позволяют получить отливки высокого качества.

Известен сплав на основе магния следующего химического состава, мас. %:

Zn 8,0-8,5
Zr 0,7-0,9
Cd 0,1-0,2
Ag 2,5-3,0
В 0,1-0,15
Mg остальное

(RU 2355802 C1, 20.05.2009).

Известный сплав имеет высокие механические свойства при температуре t=20°C, но разупрочняется при повышении температуры до 180-250°C. Указанный недостаток не позволяет использовать его в изделиях, эксплуатирующихся при повышенных температурах. Недостатком известного сплава является наличие в нем серебра в качестве упрочняющей легирующей добавки. Указанная добавка требует строгой отчетности при выплавке и механической обработке сплава.

Наиболее близким аналогом является сплав следующего химического состава, мас. %:

Zn 8,0-10,0
Zr 0,7-1,0
Cd 0,01-2,0
В 0,001-0,10
In 0,5-2,5
по крайней мере, один РЗМ из группы Nd, Се, Pr, La,
Dy, Er, Gd 0,01-0,3
Mg остальное

(RU 2425903 C1, 10.08.2011).

Недостатком сплава-прототипа являются низкие значения жаропрочных характеристик при повышенных температурах. Так, длительная прочность сплава за 100 часов при 250°C составляет . Предел ползучести при 150°C за 100 часов составляет .

Техническим результатом является повышение жаропрочности и ударной вязкости сплава на основе магния.

Для достижения технического результата предложен Сплав на основе магния, включающий цинк, цирконий, кадмий и, по крайней мере, два редкоземельных металла, отличающийся тем, что он дополнительно содержит иттербий, а редкоземельные металлы выбираются из группы: неодим, иттрий, гадолиний и диспрозий, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Zn 0,3-1,0
Zr 0,4-0,8
Cd 0,001-0,8
Yb 0,001-0,4
по крайней мере, два редкоземельных металла,
выбранных из группы: Nd, Y, Gd, Dy 3,0-10,5
Mg остальное

Экспериментально установлено, что легирование предложенного сплава, по крайней мере, двумя редкоземельными металлами, выбранными из группы: Nd, Y, Gd, Dy, а также дополнительное легирование иттербием при заявленном соотношении компонентов повышает жаропрочные характеристики, а именно: предел длительной прочности до 100-110 МПа, предел ползучести до 60 МПа и ударную вязкость KCU до 45-50 кДж/м2 при сохранении высокого предела прочности при комнатной температуре ( ).

Совместное легирование, по крайней мере двумя редкоземельными металлами, выбранными из группы неодимом, иттрием, гадолинием и диспрозием, позволяет усилить эффект их влияния на структуру и прочностные характеристики сплава за счет увеличения растворимости и образования значительной области α-твердых растворов. Высокая температура плавления у РЗМ, большая стабильность сложнолегированного твердого раствора, увеличение электронной концентрации при введении в магниевый сплав трехвалентных редкоземельных металлов повышает силы межатомной связи. Дополнительное легирование иттербием усиливает дисперсность интерметаллических соединений, образующихся в предложенном сплаве, таких как (MgZn)12Nd, Mg6Gd, Mg[Y,Gd,Dy,Yb], Mg24Y5, которые при термической обработке переходят в а-твердый раствор, упрочняя его и обеспечивая создания гетерофазной тонкой структуры, за счет чего достигается высокая жаропрочность сплава.

Примеры осуществления.

Предлагаемый сплав и сплав-прототип приготавливали в одинаковых условиях. В тигель газового горна загружали магний, после его расплавления вводили расчетные компоненты сплава. Затем выполняли технологические операции, необходимые для приготовления сплава. Плавку вели с применением флюса ВИ2. Масса каждой плавки составляла 8 кг. Из приготовленного сплава заливали слитки в кокиль диаметром 20 мм для вытачивания из них образцов и проведения испытаний жаропрочности и ударной вязкости, также заливали отдельно отлитые образцы диаметром 12 мм для определения механических свойств сплавов при комнатной температуре. Сравнительные механические свойства сплавов при комнатной температуре (t=20°C) исследовали в соответствии с ГОСТ 1497, жаропрочные характеристики сплавов - пределы длительной прочности и ползучести исследовали в соответствии с ГОСТ 10145-81 и 3248-81. Ударную вязкость KCU исследовали в соответствии с ГОСТ 9454-78.

В табл. 1 представлены составы предлагаемого сплава и сплава-прототипа и их свойства.

Полученные результаты подтверждают преимущества предлагаемого сплава. По значениям длительной прочности за 100 часов при t=250°C предлагаемый сплав в 2 и более раз превосходит сплав-прототип; по значениям ударной вязкости - на 45-50%. Предлагаемый жаропрочный литейный магниевый сплав может быть использован в узлах двигателей и агрегатов, для корпусных деталей насосов, вентиляторов, опор, маслоагрегатов, для работы изделий в интервале температур 20-250°C. Использование сплава позволит повысить весовую эффективность на 15-20%, эксплуатационную надежность и долговечность деталей авиакосмических изделий, а также двигателей наземного базирования в газоперекачивающих установках.

Сплав на основе магния, включающий цинк, цирконий и кадмий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит иттербий и, по крайней мере, два редкоземельных металла, выбранных из группы: неодим, иттрий, гадолиний и диспрозий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 370 items.
20.07.2015
№216.013.63e2

Композиционный материал на основе ниобия, упрочненный силицидами ниобия, и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, в частности к эвтектическим композиционным материалам на основе ниобия, упрочненным силицидами ниобия, предназначенным для изготовления теплонагруженных изделий, и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности. Композиционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557117
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.63e4

Способ удаления керамического материала из отливок деталей

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для удаления керамических стержней, преимущественно из материала на основе оксидов редкоземельных металлов, из отливок лопаток газотурбинных двигателей и деталей со сложной внутренней полостью. Способ включает обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557119
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.6769

Способ пайки пористого материала с подложкой

Изобретение может быть использовано при пайке пористых материалов с подложкой, например, для уплотнений торцов лопаток газотурбинных двигателей со статором или при изготовлении панелей шумоглушения. Между пористым материалом и подложкой размещают порошковый припой с органическим связующим....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558026
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6a75

Жаропрочный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к деформируемым термически упрочняемым сплавам на основе алюминия. Сплав на основе алюминия включает медь, магний, марганец, цирконий, кобальт, серебро, по крайней мере один элемент из группы, содержащей иттрий, церий, и по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558806
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6a76

Высокопрочный алюминиевый литейный сплав

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к производству фасонных отливок из сплава на основе алюминия, применяемых в качестве нагруженных деталей, длительно работающих при температурах до 300°C в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Сплав содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558807
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6c26

Защитное технологическое покрытие

Изобретение относится к защитным покрытиям от окисления и в качестве высокотемпературной смазки при технологических нагревах в процессе изготовления деталей. Технический результат изобретения заключается в понижении значений окисляемости и в повышении термостойкости и сцепления покрытия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559244
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f3c

Керамический окислительно-стойкий композиционный материал и изделие, выполненное из него

Группа изобретений относится к области керамических композиционных материалов, армированных дисперсными частицами тугоплавких соединений, а также теплонагруженных изделий из данных материалов, и может быть использована в энергетическом машиностроении и аэрокосмической технике, в частности для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560046
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70b1

Стеклопластик и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к технологии изготовления стеклопластиков, в частности тонколистовых обшивочных материалов, используемых для изготовления трехслойных сотовых конструкций планера летательных аппаратов. Стеклопластик состоит из по меньшей мере двух слоев из стеклоткани и по меньшей мере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560419
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70b3

Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области композиционных материалов из препрега на основе эпоксидного связующего и волокнистого наполнителя и изделий, выполненных из него и предназначенных для применения в авиационной промышленности, машиностроении и других областях техники. Эпоксидное связующее включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560421
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70ef

Сплав на основе системы al-cu-li и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокоресурсным деформируемым термически упрочняемым свариваемым алюминиевым сплавам пониженной плотности с высокими характеристиками вязкости разрушения и прочности, в частности системы Al - Cu - Li, используемым в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560481
Дата охранного документа: 20.08.2015
Showing 51-60 of 341 items.
20.07.2015
№216.013.63e2

Композиционный материал на основе ниобия, упрочненный силицидами ниобия, и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, в частности к эвтектическим композиционным материалам на основе ниобия, упрочненным силицидами ниобия, предназначенным для изготовления теплонагруженных изделий, и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности. Композиционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557117
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.63e4

Способ удаления керамического материала из отливок деталей

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для удаления керамических стержней, преимущественно из материала на основе оксидов редкоземельных металлов, из отливок лопаток газотурбинных двигателей и деталей со сложной внутренней полостью. Способ включает обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557119
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.6769

Способ пайки пористого материала с подложкой

Изобретение может быть использовано при пайке пористых материалов с подложкой, например, для уплотнений торцов лопаток газотурбинных двигателей со статором или при изготовлении панелей шумоглушения. Между пористым материалом и подложкой размещают порошковый припой с органическим связующим....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558026
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6a75

Жаропрочный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к деформируемым термически упрочняемым сплавам на основе алюминия. Сплав на основе алюминия включает медь, магний, марганец, цирконий, кобальт, серебро, по крайней мере один элемент из группы, содержащей иттрий, церий, и по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558806
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6a76

Высокопрочный алюминиевый литейный сплав

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к производству фасонных отливок из сплава на основе алюминия, применяемых в качестве нагруженных деталей, длительно работающих при температурах до 300°C в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Сплав содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558807
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6c26

Защитное технологическое покрытие

Изобретение относится к защитным покрытиям от окисления и в качестве высокотемпературной смазки при технологических нагревах в процессе изготовления деталей. Технический результат изобретения заключается в понижении значений окисляемости и в повышении термостойкости и сцепления покрытия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559244
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f3c

Керамический окислительно-стойкий композиционный материал и изделие, выполненное из него

Группа изобретений относится к области керамических композиционных материалов, армированных дисперсными частицами тугоплавких соединений, а также теплонагруженных изделий из данных материалов, и может быть использована в энергетическом машиностроении и аэрокосмической технике, в частности для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560046
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70b1

Стеклопластик и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к технологии изготовления стеклопластиков, в частности тонколистовых обшивочных материалов, используемых для изготовления трехслойных сотовых конструкций планера летательных аппаратов. Стеклопластик состоит из по меньшей мере двух слоев из стеклоткани и по меньшей мере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560419
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70b3

Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области композиционных материалов из препрега на основе эпоксидного связующего и волокнистого наполнителя и изделий, выполненных из него и предназначенных для применения в авиационной промышленности, машиностроении и других областях техники. Эпоксидное связующее включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560421
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70ef

Сплав на основе системы al-cu-li и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокоресурсным деформируемым термически упрочняемым свариваемым алюминиевым сплавам пониженной плотности с высокими характеристиками вязкости разрушения и прочности, в частности системы Al - Cu - Li, используемым в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560481
Дата охранного документа: 20.08.2015
+ добавить свой РИД