Сплав на основе алюминия
(19) RU (11) (51) 5 С22С21 18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ 6
С, Э
СР
01
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 501 2802/02 (22) 25.11 91 + (46) 15.12.93 Бюл. hh 45-46 (71) Институт стали и сплавов (72) Белов НА; Аксенов АА; Золоторевский В.С.;
Шагиев Э,Э. (73) Институт стали и сплавов (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ (57) Изобретение относится к сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала. Сплав содержит, мас%: цинк 5,0 — 7,0; магний 12 — 22; медь 0,6 — 1,4; железо 10 — 1,6; кремний 0,1 — 0,5; хром 0,03 — 0,2; никель 0,9 — 15; ванадий 001 — 0,15; алюминий — остальное. Свойства сплава следующие o
515 — 540 МПа, д 3,8 — 4,6%; НВ 183 — 186; НВ
46 — 50. 2 табл.
2004610
Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к высокопрочным литейным сплавам на основе алюминия, предназначенных для изготовления деталей, работающих при повышенных нагрузках.
Известен сплав, содержащий, мас. g,;
Цинк 55 — 75
Медь 0,7-1,2
Магний 1,3 — 2,0
Никель 4,5-5,5
Гафний 0,01 — 0,15
Алюминий Остальное
Известный сплав имеет высокие значения механических свойств, однако из-за значительной концентрации никеля и строгого ограничения по примесям железа и кремния он слишком дорогой для широкого использования, так как для et o производства требуются алюминий высокой чистоты и много никеля, Наиболео близким к предлагаемому сплаву является сплав, который содержит, мас,ф,;
Цинк 6,0-7,5
Медь 1,0 — 1.5
Магний 1,5 — 2,8
Титан 0,05 — 0,2
Бар 0,005 — 0,05
Железо 1,2 — 1Я
Кремний 0,3-0,6
Хром 0,05 — 0,2
Алюминий Остальное
Зтат известный сплан существенно дешевле, чем предыдущий, так как для его производства можно использовать самые низкосортные марки алюминия, однако он имеет недостаточные значения жаропрочности и механических свойств при комнатной температуре.
Целью изобретения является повышение жаропрочности и механических свойств сплава при комнатной температуре при сохранении возможности использования для его производства шихты с повышенным содержанием железа.
Для достижения поставленной цели сплав иа основе алюминия, содержащий цинк, медь, магний, железо, кремний и хром, дополнительно содержит никель и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас. $:
Цинк
Медь
Магний
Железо
Кремний
Хром
Никель
Ванадий 0,01 — 0,15
Алюминий Остальное
Заявленные концентрации цинка, магния и моди обеспечиоают оптимальное легированис алюминиевого твердого раствора и соответственно сочетание высоких значений проч-;::ости и пластичности.
Железо и никель повышают жаропрочность благодаря образованию большого количества фазы Т (FetNIAIg) о составе дисперсной энтектики (Al)+ Т, В процесса термообработки происходит формирования глобулярных включений фазы Т, что благоприятно сказывается на значениях прочности и пластичности. При концентрациях этих элементов менее нижнего уровня фаза Т образуется о недостаточном количестве для получения требуемого эффекта, а при концентрациях свыше DcpxltBto уровня возникает опасность появле ил грубых первичных кристаллов, которые ухудшают механические свойства. Кремний улучшаетлитсйные свойства и о заявленных концентрациях мало влияет на механические характеристики.
Хром и ванадий повышают плотность выделений при старении, что ведет к увеличению значений прочности и пластичности, при концентрациях Сги V менее нижнего предела их действие незначительно, а при кон30 центрации свыше верхнего предела возникает опасность появления первичных алюминидов, которые отрицательно влияют на механические свойства, Ванадий также модифицирует эотектику (Al)+ Т, что способ3r ствует повышению прочности и пластичности.
Совместное использование добавки ванадия о сплавах на базе системы А1-Zn-MgCu с повышенным содержанием Fe u Ni c
40 целью увеличения их жаропрочности и механических свойств при комнатной температуре неизвестно, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения требованию критерия "существенные отличил", Для опробования предлагаемого сплава в лабораторных условиях были приготовлены 6 состаооо, включая заявленные концентрации и средний состав известного сплава.
Сплавы готовили н электрической печи сопротивления из чистых шихтовых материалов(А1, Со, Mg, Zn, Si) и лигатур(А1-NI, AI-Ге, Al-Ct м Al-V). Механические свойства при комнатной температуре (временное сопротивление ob, твердость Нв и пластичность д и жаропрочность определяли на образцах, вырезаннь:х из цилиндрических жидкоштампованных отливок, термообработанных
2004610
Сплав рекомендуется использовать на различных машиностроительных предприятиях для получения деталей методом жидкой штамповки взамен обработки
5 резанием деформированных полуфабрикатов из сплавов типа 895. Экономический эффект может быть получен эа счет увеличения КИМ и снижения стоимости материала, 10 (56) Авторское свидетельство СССР
М 1714949, кл. С 22 С 21/18, 1990.
Таблица 1
Состав исследованных сплавов
Таблица 2
Формула изобретения
Редактор Г.Мельникова
Корректор Н.Король
Заказ 3380
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 по режиму 16, Жаропрочность оценивали по горячей твердости за 1 ч при 250 С (HB>2 о).
Приведенные в табл.1 и 2 результаты показывают, что предлагаемый сплав (составы
2-4) превосходит известный (состав 6) как по жаропрочности, так и по механическим свойсТВВМ при комнатной температуре. Наличие в составе предлагаемого сплава железа свыше
1 g и кремния до 0,5 Д позволяет использовать для его производства низкосортные марки алюминия и отходы алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа.
Механические свойства и жаропрочность исследованных сплавов
Цинк
Магний
Медь
Железо
Кремний
Хром
Никель
Ванадий
Алюминий
Составитель Н.Шейченко
Техред M.Моргентал
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛ10МИНИЯ, содержащий цинк, магний, медь, железо, кремний и хром, отличающийся тем, что он дополнительно содержит никель и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас, :
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
5,0 - 7,0
1,2 - 2,2
0,6- 1,4
1,0- 1,6
0.1 - 0,5
0,03 - 0,2
0,9-1,5
0,01 — 0,15
Остальное
