×
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 81-90 of 370 items.
20.11.2015
№216.013.8fb7

Волокнистый композиционный материал с матрицей на основе ниобия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокотемпературным композиционным материалам на основе ниобия, упрочненным оксидными волокнами, применяемым для изготовления конструкционных деталей авиационного назначения. Волокнистый композиционный материал содержит матрицу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568407
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.92cd

Способ осаждения износостойкого покрытия на алюминиевые сплавы с высоким содержанием кремния

Изобретение относится к области осаждения износостойких комбинированных покрытий для защиты поверхностей алюминиевых сплавов от воздействия агрессивных сред и износа, в частности для защиты алюминиевых литейных сплавов с высоким содержанием кремния, и может быть использовано в авиационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569199
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9319

Плита из высокопрочного алюминиевого сплава и способ ее изготовления

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии изготовления путем прокатки плит, предпочтительно толщиной более 80 мм из высокопрочных алюминиевых сплавов для изготовления деталей, в том числе крупногабаритных, силовых конструкций в авиакосмической технике, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569275
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9321

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным сплавам на основе интерметаллида NiAl и изделиям из этих сплавов, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям с поликристаллической структурой, например деталям газотурбинных двигателей. Сплав на основе интерметаллида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569283
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9323

Высокопрочный сплав на основе титана и изделие, выполненное из высокопрочного сплава на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным титановым сплавам, используемым для изготовления деформированных полуфабрикатов. Сплав на основе титана содержит, мас. %: алюминий 1,5-3,5; молибден 1,0-3,0; ванадий 8,0-12,0; хром 2,5-5,0; железо 0,3-1,8; цирконий 0,4-2,0;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569285
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9324

Бериллиевая бронза и изделие, выполненное из нее

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к бериллиевым бронзам. Бериллиевая бронза содержит никель, кобальт, лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Be 1,5-3,0; Ni 0,1-2,5; Co 0,1-0,9; La 0,01-0,4; Cu - остальное. Техническим результатом изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569286
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.11.2015
№216.013.93b8

Теплостойкая подшипниковая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию теплостойких сталей для изготовления подшипников, работающих при температуре до 500°C и используемых в авиационных газотурбинных двигателях (ГТД) и редукторах вертолетов. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, хром, вольфрам,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569435
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.96fd

Способ получения композиционного материала на основе молибдена

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к технологии получения высокотемпературных волокнистых металломатричных композиционных материалов на основе молибдена. Порошки для приготовления матрицы перемешивают и подвергают механическому легированию в защитной атмосфере с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570273
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.96fe

Способ получения износостойкого высокотемпературного покрытия

Изобретение относится к технологии нанесения ионно-плазменных покрытий и может быть использовано для обработки поверхности металлических изделий, таких как детали трения в компрессоре газотурбинных двигателей и установок. Способ получения покрытия на поверхности металлического изделия включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570274
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.97aa

Полимерная радиопрозрачная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к полимерным радиопрозрачным композициям, предназначенным для устранения поверхностных дефектов радиопрозрачных обтекателей из ПКМ, и может быть использовано в изделиях ГА и других конструкциях из ПКМ. Полимерная радиопрозрачная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570446
Дата охранного документа: 10.12.2015
Showing 81-90 of 341 items.
20.11.2015
№216.013.8fb7

Волокнистый композиционный материал с матрицей на основе ниобия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокотемпературным композиционным материалам на основе ниобия, упрочненным оксидными волокнами, применяемым для изготовления конструкционных деталей авиационного назначения. Волокнистый композиционный материал содержит матрицу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568407
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.92cd

Способ осаждения износостойкого покрытия на алюминиевые сплавы с высоким содержанием кремния

Изобретение относится к области осаждения износостойких комбинированных покрытий для защиты поверхностей алюминиевых сплавов от воздействия агрессивных сред и износа, в частности для защиты алюминиевых литейных сплавов с высоким содержанием кремния, и может быть использовано в авиационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569199
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9319

Плита из высокопрочного алюминиевого сплава и способ ее изготовления

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии изготовления путем прокатки плит, предпочтительно толщиной более 80 мм из высокопрочных алюминиевых сплавов для изготовления деталей, в том числе крупногабаритных, силовых конструкций в авиакосмической технике, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569275
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9321

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным сплавам на основе интерметаллида NiAl и изделиям из этих сплавов, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям с поликристаллической структурой, например деталям газотурбинных двигателей. Сплав на основе интерметаллида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569283
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9323

Высокопрочный сплав на основе титана и изделие, выполненное из высокопрочного сплава на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным титановым сплавам, используемым для изготовления деформированных полуфабрикатов. Сплав на основе титана содержит, мас. %: алюминий 1,5-3,5; молибден 1,0-3,0; ванадий 8,0-12,0; хром 2,5-5,0; железо 0,3-1,8; цирконий 0,4-2,0;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569285
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9324

Бериллиевая бронза и изделие, выполненное из нее

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к бериллиевым бронзам. Бериллиевая бронза содержит никель, кобальт, лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Be 1,5-3,0; Ni 0,1-2,5; Co 0,1-0,9; La 0,01-0,4; Cu - остальное. Техническим результатом изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569286
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.11.2015
№216.013.93b8

Теплостойкая подшипниковая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию теплостойких сталей для изготовления подшипников, работающих при температуре до 500°C и используемых в авиационных газотурбинных двигателях (ГТД) и редукторах вертолетов. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, хром, вольфрам,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569435
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.96fd

Способ получения композиционного материала на основе молибдена

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к технологии получения высокотемпературных волокнистых металломатричных композиционных материалов на основе молибдена. Порошки для приготовления матрицы перемешивают и подвергают механическому легированию в защитной атмосфере с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570273
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.96fe

Способ получения износостойкого высокотемпературного покрытия

Изобретение относится к технологии нанесения ионно-плазменных покрытий и может быть использовано для обработки поверхности металлических изделий, таких как детали трения в компрессоре газотурбинных двигателей и установок. Способ получения покрытия на поверхности металлического изделия включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570274
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.97aa

Полимерная радиопрозрачная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к полимерным радиопрозрачным композициям, предназначенным для устранения поверхностных дефектов радиопрозрачных обтекателей из ПКМ, и может быть использовано в изделиях ГА и других конструкциях из ПКМ. Полимерная радиопрозрачная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570446
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД