×
06.07.2019
219.017.a6d7

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве высокопрочного конструкционного материала в изделиях разового применения. Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu содержит, мас.%: цинк 7,4-8,4; магний 2,3-3,0; медь 2,0-2,6; марганец 0,05-0,29; титан 0,01-0,05; цирконий 0,05-0,12; хром 0,05-0,15; бериллий 0,0005-0,002; церий 0,001-0,01; железо 0,05-0,25; кремний 0,01-0,10; алюминий – остальное, при этом сплав содержит водород 0,05-0,35 см/100 г металла. Изобретение направлено на получение сплава с высоким уровнем прочности и достаточной пластичностью, а также получение изделий большого диаметра методом полунепрерывного литья за счет улучшения литейных свойств сплава. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов, в частности, к деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве высокопрочного конструкционного материала в изделиях разового применения.

Цель изобретения - создание сплава на основе системы Al-Zn-Mg-Cu с хорошими технологическими (в частности, литейными) свойствами, высоким уровнем прочности и удовлетворительными пластическими характеристиками полуфабрикатов в поперечном и по толщине направлениях для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов.

Известен высокопрочный деформируемый термически обрабатываемый сплав на основе алюминия марки 1973 системы Al-Zn-Mg-Cu, предназначенный для изготовления длинномерных деталей летательных аппаратов и содержащий, масс. %:

цинк 5,5-6,7,
магний 2,0-2,6,
медь 1,4-2,2,
марганец до 0,1,
хром до 0,05,
цирконий 0,08-0,16,
титан 0,02-0,07,
кремний до 0,1,
железо до 0,15,
алюминий остальное,

(ОСТ 1 90026-80).

Сплав в виде прессованных панелей и катаных плит используется для изготовления ответственных конструкционных деталей в крыльях летательных аппаратов.

Сплав применяется также для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов.

Недостатком этого сплава является недостаточно высокий уровень прочностных характеристик, что приводит к увеличению массы деталей и, как следствие, к снижению весовой отдачи или к дополнительным энергетическим затратам при эксплуатации изделий.

Известен высокопрочный деформируемый термически обрабатываемый сплав на основе алюминия марки В96Ц1 системы Al-Zn-Mg-Cu, используемый, в частности, для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов и содержащий, масс. %:

цинк 8,0-8,8
магний 2,3-2,8,
медь 2,0-2,6,
цирконий 0,10-0,16,
титан до 0,05,
марганец 0,3-0,6
хром до 0,05
кремний до 0,2,
железо до 0,3,
бериллий до 0,002,
алюминий остальное,

(ТУ1-2-486-86). Прототип.

Сплав применяется для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов, требующих высокой прочности используемого материала.

Массивные прессованные профили из этого сплава имеют нерекристаллизованную структуру и высокие механические свойства в направлении прессования (по ТУ1-2-486-86 σ0,2≥608 МПа, δ≥5%). Однако при испытании разрывных образцов, ориентированных по ширине и толщине профиля, происходит малопластичное разрушение с низким относительным удлинением, что снижает эксплуатационную эффективность готовых изделий.

Недостатком сплава является также пониженная технологичность сплава при литье слитков большого диаметра методом полунепрерывного литья, приводящая к появлению горячих трещин, неслитин и дефектов макроструктуры. В связи с этим, брак слитков при литье сплава В96Ц1 достигает 26%.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание сплава на основе системы Al-Zn-Mg-Cu с хорошей технологичностью при литье слитков большого диаметра методом полунепрерывного литья, высоким уровнем прочности прессованных полуфабрикатов и достаточной пластичностью.

Для решения этой задачи предлагается:

1. Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, содержащий цинк, магний, медь, марганец, титан, цирконий, хром, бериллий, церий, железо и кремний при следующем соотношении компонентов, масс. %:

цинк 7,4-8,4
магний 2,3-3,0,
медь 2,0-2,6,
марганец 0,05-0,29,
титан 0,01-0,05,
цирконий 0,05-0,12,
хром 0,05-0,15,
бериллий 0,0005-0,002,
церий 0,001-0,01,
железо 0,05-0,25,
кремний 0,01-0,10,
алюминий остальное,

при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.

2. Изделие, выполненное из высокопрочного деформируемого сплава на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, содержащего цинк, магний, медь, марганец, титан, цирконий, хром, бериллий, церий, железо и кремний при следующем соотношении компонентов, масс. %:

цинк 7,4-8,4
магний 2,3-3,0,
медь 2,0-2,6,
марганец 0,05-0,29,
титан 0,01-0,05,
цирконий 0,05-0,12,
хром 0,05-0,15,
бериллий 0,0005-0,002,
церий 0,001-0,01,
железо 0,05-0,25,
кремний 0,01-0,10,
алюминий остальное,

при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.

Предложенный сплав и выполненное из него изделие отличаются от прототипа тем, что сплав содержит церий и водород при меньшем содержании цинка и марганца и более высоком содержании хрома при следующем соотношении компонентов, масс. %:

цинк 7,4-8,4,
магний 2,3-3,0,
медь 2,0-2,6,
марганец 0,05-0,29,
титан 0,01-0,05,
цирконий 0,05-0,12,
хром 0,05-0,15,
бериллий 0,0005-0,002,
церий 0,001-0,01,
железо 0,05-0,25,
кремний 0,01-0,10,
алюминий остальное,

при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.

Полуфабрикаты и изделия из предлагаемого сплава имеют одинаковые с прототипом прочностные характеристики и повышенную пластичность разрывных образцов в направлении по толщине изделия.

Добавка церия усиливает влияние бериллия на снижение окисляемости расплава и снижает потери от угара, уменьшает загрязненность сплава окисными включениями.

Благодаря пониженному содержанию цинка и повышенному содержанию железа при низком содержании кремния сплав имеет хорошие литейные свойства, отличается низким браком при литье слитков.

Технический результат - повышение литейных свойств и ожидаемое уменьшение брака при литье слитков, повышение пластичности полуфабрикатов и деталей в термически обработанном состоянии, и, как следствие, повышение эксплуатационной надежности готовых деталей конструкций.

Пример осуществления.

В электрической печи емкостью 16 т произвели приготовление трех плавок предлагаемого сплава приведенного в таблице 1 состава, из которых отлили полунепрерывным методом годные слитки диаметром 312 мм. Слитки сплава после гомогенизации и механической обработки на диаметр 300 мм прессовали на профиль с поперечным сечением 46 см2 и диаметром описанной окружности 100 мм. Полученные профили закалили в воду после нагрева в вертикальной закалочной печи по режиму 475°С - 2 ч, правили растяжением с остаточной деформацией 1% и искусственно старили по режиму 120°С - 24 ч.

Примечание к таблице 1: Содержание водорода в сравниваемых сплавах плавок 1-3 составило 0,20 см3/100 г металла. В сплаве предлагаемого состава допустимое содержание водорода 0,05-0,35 см3/100 г металла. В сплаве-прототипе содержание водорода не регламентировано.

Профили подвергли испытаниям с определением временного сопротивления σВ, предела текучести σ0,2, относительного удлинения δ. При этом механические свойства на растяжение определяли на продольных и высотных разрывных образцах при комнатной температуре. Результаты испытаний на растяжение приведены в таблице 2.

Для сравнения использовали результаты испытания аналогичного серийного термически обработанного профиля из сплава - прототипа марки В96Ц1 в состоянии Т1, химический состав которого приведен в табл. 3.

Результаты механических испытаний этого профиля из сплава В96Ц1Т1 приведены в таблице 2.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что предлагаемый сплав по прочностным характеристикам в продольном направлении не уступает серийному сплаву В96Ц1Т1, а его характеристики в направлении по толщине профиля выше, чем у сплава В96Ц1Т1.

Таким образом, предлагаемый сплав отличается меньшим браком при литье слитков полунепрерывного литья и повышенной пластичностью высотных образцов в термически обработанном состоянии,

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 62.
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
Показаны записи 1-10 из 27.
10.08.2013
№216.012.5c2c

Способ производства листов из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, легированных скандием и цирконием

Изобретение относится к области металлургии, и может быть использовано при производстве листов из высокопрочных термически упрочняемых алюминиевых сплавов, легированных скандием и цирконием. Способ включает проведение плавки, перегрев алюминиевого расплава, содержащего скандий и цирконий, до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489217
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.63a5

Способ изготовления тонкостенных труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы al-zn-mg-cu, легированных скандием и цирконием

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных скандием и цирконием. Способ изготовления тонкостенных труб из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, легированных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491146
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.04.2014
№216.012.ba94

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 и в качестве конструкционного материала. Сплав, содержит, мас.%: магний 5,6-6,3; титан 0,01-0,03;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513492
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.be97

Способ изготовления осесимметричных штампованных заготовок типа стаканов и чаш из высокопрочного алюминиевого сплава системы al-zn-mg-cu, легированного скандием и цирконием

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении осесимметричных штампованных заготовок типа стаканов и чаш из высокопрочного алюминиевого сплава системы Al-Zn-Mg-Cu, легированного скандием и цирконием. Нагретую литую цилиндрическую заготовку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514531
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bf67

Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы al-zn-mg-cu пониженной плотности и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым алюминиевым сплавам, используемым в качестве высокопрочного конструкционного материала пониженной плотности разового применения. Сплав содержит, мас.%: цинк 6,0-8,0; магний 3,4-4,2; медь 0,8-1,3; скандий 0,07-0,15;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514748
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.04.2016
№216.015.3699

Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы al-zn-mg-cu пониженной плотности и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к деформируемым сплавам на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu пониженной плотности и изделиям из них, предназначенным для разового применения. Сплав с плотностью 2,80 г/ см содержит, мас.%: цинк 6,0-8,0, магний 3,4-4,2, медь 0,8-1,3, скандий 0,02-0,06, цирконий 0,07-0,12,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581953
Дата охранного документа: 20.04.2016
13.01.2017
№217.015.76ee

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,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599590
Дата охранного документа: 10.10.2016
25.08.2017
№217.015.b1ae

Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы al-zn-mg-cu и изделие из него

Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала. Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613270
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.cf62

Деформируемый сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов, преимущественно в виде прессованных прутков, в качестве электропроводного конструкционного материала преимущественно для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621086
Дата охранного документа: 31.05.2017
29.12.2017
№217.015.fb9c

Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639903
Дата охранного документа: 25.12.2017
+ добавить свой РИД