Сплав на основе алюминия и способ изготовления деталей из алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - повышение усталостной прочности. Детали из сплава состава, мас.%: кремний 12-20; железо 2,8-5; медь 1-3; магний 0,5-1,5; цирконий 0,45-1,4; алюминий - остальное, подвергают воздействию средства быстрого затвердевания и формовке, после чего проводят закалку с 430-520°С в воду и отпуск при температуре 155-195°С. Изобретение позволяет получить детали с пределом усталостной прочности до 100 МПа, 107 циклов при 20°С. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 21/04, С 22 F 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ (21) 4356936/02 (22) 05.12,88 (31) 8717674 (32) 07.12,87 (33) FR (46) 23,03.92.Бюл. N.. 11 (71) Сежедюр Сосьете де Трансформасьон де л Алюминиум Пашине (FR) (72) Жан-Франсуа Фор (FR) (53) 621.785.79 (088.8) (56) ЕП

М 144898, кл. С 22 С 21/04, 1980.

Промышленные деформированные спеченные и литейные алюминиевые сплавы.—

M.: Металлургия, 1972, с. 297.

Изобретение относится к металлургии, в частности к деталям из алюминиевого сплава, обладающим повышенной усталостной прочностью, и к способу изготовления указанных деталей.

Цель изобретения — повышение усталостной прочности.

Разработаны детали из алюминиевых сплавов, содержащих мас. : кремний 1122; железо 2-5; медь 0,5 — 4; магний 0,2-1,5, отличающиеся тем, что они содержат также цирконий 0,4 — 1,5, алюминий — остальное.

После подготовки сплава его выплавляют при температуре свыше 900 С для исключения какого-либо явления преждевременного осаждения с последующим воздействием на него средства быстрого затвердевания.

Существует несколько способов осуществления быстрого затвердевания: либо путем распыления расплавленного металла с помощью газа или путем механического распыления с последующим охлаж„„. Ы„„1722234 АЗ (54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ

АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургии, Цель изобретения — повышение усталостной прочности. Детали из сплава состава, мас.%: кремний 12 — 20; железо 2,8 — 5; медь

1 — 3; магний 0,5 — 1,5; цирконий 0,45-1,4; алюминий — остальное, подвергают воздействию средства быстрого затвердевания и формовке, после чего проводят закалку с

430 — 520 С в воду и отпуск при температуре

155 — 195 С. Изобретение позволяет получить детали с пределом усталостной прочности до 100 МПа, 10 циклов при 20 С. 2 с. и 1 з.п,ф-лы, 2 табл. дением в газе (воздух, гелий, аргон), что приводит к получению порошков с гранулометрическим составом менее 400 рм, которые затем формуются путем холодного или горячего уплотнения в одноосном или изостатическом прессе с последующими волочением и/или ковкой; либо выброс расплавленного сплава на охлажденную металлическую поверхность, англосаксами, эта технология определяется выражением "melt spinning" или "planar flow

casfing" с получением полос толщиной менее 100рм, которые затем формуются путем указанного уплотнения; либо еще путем выброса расплавленного распыленного сплава в потоке газа на пограничный слой, эта технология называется еще "spray deposition", которая приводит к когерентному осаждению, достаточно ковкому для формования, например, путем ковки, волочения или штамповки, С целью еще большего облагораживания структуры осаждения, детали, после

1722234

Таблица 1

45 возможной механической обработки, проходят термическую обработку при 430520 С в течение 1-10 ч, затем закалку водой перед тем, как подвергнуться отпуску при

155-195ОC в течение 2 — 32 ч, что улучшает их 5 механические характеристики.

Пример. Использованы шесть сплавов, приведенные в табл. 1.

Сплавы 1-3 получены путем порошковой металлургии, т.е. они расплавлены при 10

900 С, затем распылены в атмосфере азота в виде частиц с гранулометрическим составом 300,им, затем уплотнены под давлением 300 МПа в изостатическом прессе, проволочены в виде прутка диаметром 15

40 мм.

Для сплавов 4-6 применяют технологию "spray deposition", в ходе которой получают осаждение в виде цилиндрической заготовки, которая затем превращается пу- 20 тем волочения в пруток диаметром 40 мм.

Полученные тем или другим способом прутки обрабатывают затем в течение 2 ч при

430-520 С, затем закаливают водой и подвергают в течение 8 ч температурной обра- 25 ботке при 155-195 С.

На образцах проводят измерения модуля Юнга, условного предела упругости при

0,2%, нагрузки при разрыве и удлинения последовательно при 20 С и при 150 С по- 30 сле 100 ч выдерживания, а также измерения предела усталостной прочности при 20ОС по истечении 10 циклов и коэффициента усталостной прочности, определяемого отношением предела усталостной прочности к 35 нагрузке при разрыве.

Результаты приводятся в табл. 2.

Отмечается явное повышение усталостной прочности от 150 до 192 МПа при добавлении циркония.

Аналогичные результаты получены для деталей, изготовленных по технологиям

"spray deposition" и "melt spining" или

"planar flow casting".

Перед осуществлением термической обработки сплав Al+18 SI+3 Ее+3% Cu+1

Mg+1 Zr имеет следующие механические характеристики: Ro 160 МПа; R> 250 МПа;

А Я„предел усталостной прочности при

10 циклов при 20 С 110 МПа.

Формула изобретения

1. Сплав на основе алюминия преимущественно для изготовления шатунов, содержащий кремний, железо, медь, магний, отличающийся тем, что, с целью повышения усталостной прочности, он дополнительно содержит цирконий при следующем содержании компонентов, мас, ; кремний 12-20; железо 2,8-5; медь 1-3; магний 0,5-1,5; цирконий 0,45 — 1,4; алюминий— остальное.

2. Способ изготовления деталей из алюминиевых сплавов, преимущественно шатунов, включающий воздействие средства быстрого затвердевания на сплав и формовку, отличающийся тем, что, с целью повышения усталостной прочности, после формовки проводят дополнительно термообработку, включающую закалку с 430520 С в воду и отпуск при 155-195ОС, 3. Способ по и. 2, отличающийся тем, что в качестве средства быстрого затвердевания применяют распыление, 1722234

Таблица 2

15

Составитель О. Сидорова

Техред М,Моргентал Корректор В. Гирняк

Редактор Н. Рогулич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 968 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5