×
20.03.2019
219.016.e493

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА И ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ ЭТИМ СПОСОБОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02238997
Дата охранного документа
27.10.2004
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов, в частности к сплавам, содержащим литий и медь, используемым в виде катаных, прессованных и кованых полуфабрикатов для изготовления силовых элементов клепаных и сварных конструкций авиационной и космической техники. Предложенный способ изготовления полуфабрикатов включает отливку слитков, гомогенизацию, горячую деформацию при 250-470°С, промежуточный отжиг, холодную деформацию, термическую обработку на твердый раствор, закалку и старение при 100-200°С, при этом гомогенизацию слитков проводят по двухступенчатому режиму с нагревом на первой ступени при температуре на 20-60°С и на второй ступени при температуре на 95-120°С выше температуры Т, промежуточный отжиг при холодной деформации проводят при температуре на 80-140°С выше температуры Т, термическую обработку на твердый раствор проводят при температуре на 65-140°С выше температуры Т, где Т - температура минимальной устойчивости твердого раствора в области существования фазы Т(AlCuLi), а Т- температура минимальной устойчивости твердого раствора в области существования фазы T(AlCuLi). В частных воплощениях изобретения горячую, холодную деформацию и промежуточный отжиг осуществляют в один или более этапов; закалку проводят со скоростью ≥3,5 V, где V - критическая скорость закалки. Из полуфабрикатов, полученных данным способом, изготавливают изделия. Техническим результатом изобретения является разработка способа получения полуфабрикатов с повышенной пластичностью, высокими характеристиками коррозионной стойкости, вязкости разрушения и циклической трещиностойкости. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов, в частности к сплавам, содержащим литий и медь, используемым в виде катаных, прессованных и кованых полуфабрикатов для изготовления силовых элементов клепаных и сварных конструкций авиакосмической техники.

Высокие требования к комплексу свойств, структуре и качеству указанных полуфабрикатов определяют сложность проблемы их получения.

Известен способ получения полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, содержащих литий и медь, включающий гомогенизацию, состоящую из нагрева до температуры на 10-40°С выше температуры минимальной устойчивости твердого раствора в области фазы Т2(Аl6СuLi3), выдержки в течение 3-30 ч, охлаждения со скоростью 3-60°С/ч до температуры на 20-40°С ниже температуры минимальной устойчивости твердого раствора в области фазы Т2(Аl6СuLi3), выдержки в течение 1-10 ч, охлаждения до комнатной температуры, горячую деформацию прокаткой, прессованием, ковкой после нагрева при температуре 320-425°С в течение 0,25-10 ч, закалку, правку растяжением, сжатием, изгибом со степенью деформации 0,2-6% и старение (патент РФ №2139954).

Однако при этом способе при гомогенизации не происходит полного растворения первичных интерметаллидов и устранения ликвации легирующих элементов по сечению слитков из-за недостаточно высокой температуры. Температура минимальной устойчивости твердого раствора в области фазы Т2(Аl6СuLi3) сплавов, содержащих литий и медь, составляет 420°С, а температура гомогенизации по данному патенту выше указанной только на 10-40°С, то есть равна 430-460°С. При этих температурах сплав находится в гетерогенной области с нерастворенными частицами первичных фаз, что приводит к понижению технологической пластичности при изготовлении полуфабрикатов и изделия, полученного из этих полуфабрикатов, а также к неравномерности свойств по их сечению.

Известен способ получения листов с рекристаллизованной структурой из высокопрочного Al-Li сплава с высокой вязкостью разрушения, включающий гомогенизацию слитков при 482-566°С в течение 20-40 ч, охлаждение слитков до температуры первой горячей прокатки 471-482°С и горячую прокатку, повторный нагрев до 482-566°С, охлаждение до температуры второй горячей прокатки 460-477°С и горячую прокатку, отжиг при 415-438°С в течение 10-14 ч, холодную прокатку отожженного сплава, обработку на твердый раствор без какого-то предварительного отжига, закалку с высокой скоростью и старение (патент США № 4816087).

Согласно этому способу отжиг перед холодной прокаткой проводят при недостаточно высокой температуре 415-438°C, что не обеспечивает необходимой технологической пластичности и приводит к увеличению брака по трещинам при холодной деформации полуфабрикатов из сплавов, содержащих литий и медь, и изделий, полученных из этих полуфабрикатов.

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения полуфабрикатов из коррозионно-стойкого алюминиевого сплава, содержащего магний, литий, медь и бериллий.

Известный способ, принятый за прототип, включает отливку слитков, гомогенизацию при 400-500°С, горячую деформацию при 250-470°С, промежуточный отжиг при 250-450°С, окончательную деформацию (горячую или холодную), термическую обработку на твердый раствор при 350-480°С, закалку со скоростью 0,5-3 Vкрит. и старение при 100-200°С в течение 0,5-36 ч, обеспечивающие повышение технологичности при холодной деформации и повышение коррозионной стойкости при сохранении высокого уровня механических свойств (патент РФ № 2163938).

Однако температурные режимы гомогенизации, горячей деформации, промежуточного отжига и обработки на твердый раствор, обеспечивая повышение технологической пластичности при изготовлении полуфабрикатов из сплавов системы Al-Li-Mg, и не обеспечивают при изготовлении полуфабрикатов из сплавов Al-Li-Cu. Технологическая пластичность оценивается по достижению максимальной степени деформации εкр. до появления первой трещины.

Технической задачей данного изобретения является разработка способа получения полуфабрикатов из деформированного алюминиевого сплава с литием и медью с повышенной технологической пластичностью, высокими характеристиками коррозионной стойкости, вязкости разрушения и циклической трещиностойкости, позволяющего получать изделия для силовых элементов клепаных и сварных конструкций.

Для достижения поставленной задачи предложен способ, включающий отливку слитков, гомогенизацию, горячую деформацию при 250-470°С, промежуточный отжиг, холодную деформацию, термическую обработку на твердый раствор, закалку и старение при 100-200°С. При этом гомогенизацию слитков проводят по двухступенчатому режиму с нагревом на первой ступени при температуре на 20-60°С и на второй ступени при температуре на 95-120°С выше температуры Тх, промежуточный отжиг при холодной деформации проводят при температуре на 80-140°С выше температуры Тγ, термическую обработку на твердый раствор проводят при температуре на 65-140°С выше температуры Тх, где Тх температура минимальной устойчивости твердого раствора в области существования фазы Т2(Аl6СuLi3), а Тγ - температура минимальной устойчивости твердого раствора в области существования фазы Т2(Аl6СuLi3). Горячую и холодную деформацию и промежуточный отжиг осуществляют в один или более этапов, а закалку проводят со скоростью ≥3,5 Vкрит., где Vкрит. - критическая скорость охлаждения при закалке. Из полуфабрикатов, полученных по предложенному способу, изготавливают изделия для силовых элементов клепанных и сварных конструкций авиакосмической техники.

Ступенчатый режим гомогенизации позволяет растворить легкоплавкие эвтектики и предотвратить пережог при высокой температуре гомогенизации или обработке на твердый раствор. В результате гомогенизации и обработки на твердый раствор, которые предложено проводить при температурах на 80-140°С и 65-140°С соответственно, выше температуры минимальной устойчивости твердого раствора в области существования фазы Т2(Аl6СuLi3) достигается более полное растворение избыточных фаз и большая степень пересыщения твердого раствора. В результате в процессе искусственного старения уменьшается объемная доля избыточных стабильных фаз, увеличивается объемная доля частиц упрочняющих фаз, их дисперсность и равномерность распределения в матрице. Следствием этого является повышение характеристик вязкости разрушения, циклической трещиностойкости и коррозионной стойкости. Высокая температура гомогенизации приводит к повышению технологической пластичности при горячей деформации, а высокая температура промежуточного отжига - при холодной деформации, за счет уменьшения объемной доли и увеличения дисперсности частиц стабильных фаз и более равномерного их распределения.

Пример осуществления

Из сплава Al-1,7% Li-3% Cu-0,1% Zr-0,06% Sc были отлиты слитки диаметром 70 мм, из которых отпрессованы полосы размером 15×60×750 мм и заготовки размером 15×60×250 мм для изготовления листов толщиной до 6 мм горячей прокаткой и затем до толщины 2,5 мм - холодной с промежуточным отжигом. Для этого сплава температуры минимальной устойчивости твердого раствора в области существования фазы Т2(Аl6СuLi3) и Т1(Аl2СuLi) составляли 420 и 380°С соответственно.

Конкретные технологические параметры изготовления прессованных полос и листов приведены в таблице 1, а полученные свойства полуфабрикатов - в таблице 2, где способ № 1-2 - прототип, способы 3-5 - заявляемый.

Вязкость разрушения (K

У
C
), циклическую трещиностойкость (СРТУ), склонность к расслаивающей коррозии (РСК) и механические свойства при растяжении определяли по стандартным методикам на листах после старения, а технологическую пластичность оценивали по достижению максимальной степени деформации εкр до появления первой трещины при холодной прокатке и при изготовлении из листов в отожженном состоянии холодной глубокой вытяжкой детали типа "стакан". Из прессованных полос с учетом их малой ширины определяли только РСК и механические свойства при растяжении после старения.

Из таблицы 2 видно, что полуфабрикаты, изготовленные по предложенному способу, имеют более высокие характеристики технологичности, коррозионной стойкости, вязкости разрушения и трещиностойкости по сравнению со свойствами полуфабрикатов, изготовленных по способу прототипа.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить полуфабрикаты, обладающие повышенной технологической пластичностью, высокими характеристиками коррозионной стойкости, вязкости разрушения и циклической трещиностойкости, что дает возможность изготовить силовые элементы клепаных и сварных конструкций самолетов транспортной авиации и космических аппаратов с повышенным ресурсом и надежностью.

1.Способизготовленияполуфабрикатовизалюминиевогосплава,включающийотливкуслитков,гомогенизацию,горячуюдеформациюпри250-470°С,промежуточныйотжиг,холоднуюдеформацию,термическуюобработкунатвердыйраствор,закалкуистарениепри100-200°С,отличающийсятем,чтогомогенизациюслитковпроводятподвухступенчатомурежимуснагревомнапервойступенипритемпературена20-60°Синавторойступенипритемпературена95-120°СвышетемпературыТ,промежуточныйотжигприхолоднойдеформациипроводятпритемпературена80-140°СвышетемпературыТ,термическуюобработкунатвердыйрастворпроводятпритемпературена65-140°СвышетемпературыТ,гдеТ-температураминимальнойустойчивоститвердогорастворавобластисуществованияфазыT(AlCuLi),aТ-температураминимальнойустойчивоститвердогорастворавобластисуществованияфазыT(AlCuLi).12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтогорячую,холоднуюдеформациюипромежуточныйотжигосуществляютводинилиболееэтапов.23.Способпоп.1,отличающийсятем,чтозакалкупроводятсоскоростью≥3,5V.34.Изделиеизсплаванаосновеалюминия,отличающеесятем,чтооновыполненоизполуфабрикатов,полученныхспособомполюбомуизпп.1-3.4
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 28.
27.12.2013
№216.012.9015

Способ изготовления бескремнеземной керамической формы для литья по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья из жаропрочных сплавов преимущественно на основе никеля, кобальта и ниобия лопаток газотурбинных двигателей и газотурбинных установок. На модельный блок наносят по крайней мере два слоя огнеупорной суспензии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502578
Дата охранного документа: 27.12.2013
25.08.2017
№217.015.a9e2

Способ ультразвукового контроля изделий из полимерных композиционных материалов

Использование: для оценки качества конструкций замкнутого контура с внутренней полостью, изготовленных из полимерных композиционных материалов, например углепластика или стеклоуглепластика. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют возбуждение и прием импульсов ультразвуковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611709
Дата охранного документа: 28.02.2017
20.03.2019
№219.016.e3f1

Способ ремонта поверхностных дефектов изделий гтд

Изобретение относится к области машиностроения. Способ ремонта поверхностных дефектов изделий ГТД композиционным наплавочным покрытием включает очистку ремонтируемой поверхности изделий, нанесение на нее наполнителя в виде пасты на основе металлического порошка с органическим связующим,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02240214
Дата охранного документа: 20.11.2004
20.03.2019
№219.016.e481

Способ термической обработки полуфабрикатов из высокопрочного алюминиевого сплава и изделия, выполненные из этих полуфабрикатов

Изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов, а именно к способу термической обработки длинномерных полуфабрикатов из высокопрочных и особо прочных термически упрочняемых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu особенно с добавкой циркония, используемых в качестве конструкционного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235800
Дата охранного документа: 10.09.2004
20.03.2019
№219.016.e485

Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия и может быть использовано при изготовлении катаных, прессованных, кованых полуфабрикатов и изделий в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов. Предложенный способ включает закалку и трехступенчатое искусственное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235799
Дата охранного документа: 10.09.2004
20.03.2019
№219.016.e490

Способ изготовления прессованных полуфабрикатов из алюминиевого сплава и изделие, полученное из них

Изобретение относится к области металлургии термически упрочняемых сплавов на основе алюминия, используемых в виде прессованных полуфабрикатов для стрингерного и силового набора фюзеляжей самолетов различного назначения, включая морскую авиацию. Предложенный способ включает отливку слитков,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02238998
Дата охранного документа: 27.10.2004
20.03.2019
№219.016.e496

Слоистый композиционный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к получению слоистых гибридных алюмополимерных композиционных материалов, используемых для основных элементов планера самолета, в том числе для обшивок, полов и перегородок грузовых отсеков, также для различных изделий транспортного машиностроения. Заявлен слоистый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02238850
Дата охранного документа: 27.10.2004
20.03.2019
№219.016.e497

Устройство для получения отливок монокристаллических турбинных лопаток

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при получении монокристаллических лопаток современных турбин ГТД и ГТУ из никелевых жаропрочных сплавов. В основании керамической формы выполнены затравочная полость, кристаллоотборник в виде спиралевидного литникового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237543
Дата охранного документа: 10.10.2004
20.03.2019
№219.016.e49e

Устройство для получения отливки монокристаллической турбинной лопатки

Изобретение может быть использовано при получении лопаток современных турбин ГТД и ГТУ из никелевых жаропрочных сплавов. Устройство содержит керамическую форму, в основании которой выполнена затравочная полость с монокристаллической затравкой заданной кристаллографической ориентации....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02239520
Дата охранного документа: 10.11.2004
20.03.2019
№219.016.e4a0

Эпоксидная клеевая композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области композиционных материалов клеевых или клеевых препрегов на основе стекло- и угленаполнителей и эпоксидной композиции, которые могут быть использованы для изготовления клееных конструкций, в том числе сотовых панелей и агрегатов одинарной и сложной кривизны, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002230764
Дата охранного документа: 20.06.2004
Показаны записи 1-5 из 5.
20.03.2019
№219.016.e485

Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия и может быть использовано при изготовлении катаных, прессованных, кованых полуфабрикатов и изделий в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов. Предложенный способ включает закалку и трехступенчатое искусственное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235799
Дата охранного документа: 10.09.2004
20.03.2019
№219.016.e490

Способ изготовления прессованных полуфабрикатов из алюминиевого сплава и изделие, полученное из них

Изобретение относится к области металлургии термически упрочняемых сплавов на основе алюминия, используемых в виде прессованных полуфабрикатов для стрингерного и силового набора фюзеляжей самолетов различного назначения, включая морскую авиацию. Предложенный способ включает отливку слитков,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02238998
Дата охранного документа: 27.10.2004
19.04.2019
№219.017.2d1e

Способ термомеханической обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в том числе сплавов системы Al-Mg-Li, используемых в виде тонкостенных прессованных полуфабрикатов для стрингерного и силового набора фюзеляжа в клепаных и сварных конструкциях авиакосмической техники и судостроения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256720
Дата охранного документа: 20.07.2005
09.05.2019
№219.017.5135

Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов

Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов включает гомогенизацию, охлаждение со скоростью 5-50°С/ч до 100-150°С, нагрев до температуры горячей прокатки 360-450°С, горячую прокатку, отжиг горячекатаной заготовки, перед холодной прокаткой листовую заготовку отжигают при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002158783
Дата охранного документа: 10.11.2000
19.06.2019
№219.017.8c2b

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к высокопрочным деформируемым термически упрочняемым свариваемым сплавам на основе алюминия, в частности системы Al - Cu - Li, используемым в качестве конструкционных материалов в изделиях авиакосмической техники, таких как сварные топливные баки для работы при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002163940
Дата охранного документа: 10.03.2001
+ добавить свой РИД