×
13.01.2017
217.015.76ee

КОНСТРУКЦИОННЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ ТЕРМИЧЕСКИ НЕУПРОЧНЯЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 см/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.
Реферат Свернуть Развернуть

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. %: при отношении содержания железа к содержанию кремния, равным или большем единицы.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 99 items.
20.02.2013
№216.012.2651

Штамповый блок для изотермического деформирования

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении штампованных заготовок в изотермических или близких к ним условиях. Штамповый блок содержит верхний и нижний штампы с боковыми нагревателями и изоляцией, смонтированные в кожухах в рабочем пространстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475329
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2658

Способ получения металлического порошка методом центробежного распыления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам непрерывного получения металлического порошка. Литую заготовку плавят плазменной струей, направленной на ее торец. Центробежное распыление расплава осуществляют посредством вращающегося диска с центральным отверстием, через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475336
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2013
№216.012.2f66

Способ вакуумной термической дегазации гранул жаропрочных сплавов в подвижном слое

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу термической дегазации гранул жаропрочных сплавов и подготовке их к компактированию. Камеру дегазации вакуумируют до давления не более 1·10 мм рт.ст. и осуществляют дозированную подачу гранул на наклонную поверхность, нагретую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477669
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.2f67

Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к производству изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов горячим изостатическим прессованием. Гранулами заполняют капсулу и проводят горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке. Оболочку удаляют по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477670
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.03.2013
№216.012.30bb

Способ изготовления прутковой заготовки

Изобретение относится к способу изготовления прутковой заготовки из металла, используемой для дальнейшего передела. Способ включает установку в контейнере пресса предварительно нагретых прутковой заготовки, технологической шайбы из металла и прессшайбы, подпрессовку и прессование заготовки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478013
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c4

Способ производства порошка из титановых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка титановых сплавов. Торец цилиндрической вращающейся заготовки расплавляют потоком плазмы в среде инертного газа, при этом применяют дополнительное охлаждение камеры с помощью отдельной, не зависимой от плазмотрона...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478022
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.35ff

Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии. Индукционную плавку шихтовых материалов ведут в стальном тигле в газовой среде, состоящей из смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2). Расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479376
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.05.2013
№216.012.43ca

Способ производства листов из специальных сплавов на основе магния для электрохимических источников тока

Изобретение предназначено для повышения качества листов и исключения загрязнения окружающей среды при обработке давлением специальных магниевых сплавов, легированных высокотоксичными легкоиспаряющимися элементами или образующими при нагреве и последующей деформации опасные для здоровья оксиды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482931
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.43d7

Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов

Изобретение может быть использовано для получения листосварных конструкций авиационного назначения. Способ включает обработку свариваемых кромок литых деталей перед сваркой путем осуществления сварки трением с перемешиванием. Затем механически обрабатывают кромки свариваемых деталей. При этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482944
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.50c4

Способ внепечного модифицирования алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии легких сплавов и может быть использовано для получения слитков из алюминиевых сплавов повышенного качества при изготовлении изделий атомной, авиакосмической и автомобильной промышленности. Способ включает подачу расплавленного металла из миксера в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486269
Дата охранного документа: 27.06.2013
Showing 1-10 of 108 items.
20.02.2013
№216.012.2651

Штамповый блок для изотермического деформирования

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении штампованных заготовок в изотермических или близких к ним условиях. Штамповый блок содержит верхний и нижний штампы с боковыми нагревателями и изоляцией, смонтированные в кожухах в рабочем пространстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475329
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2658

Способ получения металлического порошка методом центробежного распыления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам непрерывного получения металлического порошка. Литую заготовку плавят плазменной струей, направленной на ее торец. Центробежное распыление расплава осуществляют посредством вращающегося диска с центральным отверстием, через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475336
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2013
№216.012.2f66

Способ вакуумной термической дегазации гранул жаропрочных сплавов в подвижном слое

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу термической дегазации гранул жаропрочных сплавов и подготовке их к компактированию. Камеру дегазации вакуумируют до давления не более 1·10 мм рт.ст. и осуществляют дозированную подачу гранул на наклонную поверхность, нагретую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477669
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.2f67

Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к производству изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов горячим изостатическим прессованием. Гранулами заполняют капсулу и проводят горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке. Оболочку удаляют по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477670
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.03.2013
№216.012.30bb

Способ изготовления прутковой заготовки

Изобретение относится к способу изготовления прутковой заготовки из металла, используемой для дальнейшего передела. Способ включает установку в контейнере пресса предварительно нагретых прутковой заготовки, технологической шайбы из металла и прессшайбы, подпрессовку и прессование заготовки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478013
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c4

Способ производства порошка из титановых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка титановых сплавов. Торец цилиндрической вращающейся заготовки расплавляют потоком плазмы в среде инертного газа, при этом применяют дополнительное охлаждение камеры с помощью отдельной, не зависимой от плазмотрона...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478022
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.35ff

Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии. Индукционную плавку шихтовых материалов ведут в стальном тигле в газовой среде, состоящей из смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2). Расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479376
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.05.2013
№216.012.43ca

Способ производства листов из специальных сплавов на основе магния для электрохимических источников тока

Изобретение предназначено для повышения качества листов и исключения загрязнения окружающей среды при обработке давлением специальных магниевых сплавов, легированных высокотоксичными легкоиспаряющимися элементами или образующими при нагреве и последующей деформации опасные для здоровья оксиды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482931
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.43d7

Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов

Изобретение может быть использовано для получения листосварных конструкций авиационного назначения. Способ включает обработку свариваемых кромок литых деталей перед сваркой путем осуществления сварки трением с перемешиванием. Затем механически обрабатывают кромки свариваемых деталей. При этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482944
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.50c4

Способ внепечного модифицирования алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии легких сплавов и может быть использовано для получения слитков из алюминиевых сплавов повышенного качества при изготовлении изделий атомной, авиакосмической и автомобильной промышленности. Способ включает подачу расплавленного металла из миксера в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486269
Дата охранного документа: 27.06.2013
+ добавить свой РИД