Сплав на основе алюминия

 

Изобретение относится к сплавам на основе эпюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала Сплав содержит (мас%) магний 5,0 - 6,0. цинк 2,0 - 3,0, медь 0.1 - 0.3 никель 20 - 3.0, бериллий 0,001 - 0.1. хром

(19) 4Щ (11) (51) 5С 2Xß, 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К ПАТЕНТУ

Вйимффц ЖЮ- ТЕЩА®фдд

" БЛ14О (Комитет Российской Федерации по патентам If товарным знакам (21) 501280! /02 (22) 25.11.91 (46) 15.10.93 Бюп. № 37- 38 (71) Московский институт ста) и и сплавов (72) Белов НЛ; Золотаревский ВС, Еаев ВА (73) Московский 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 содерм ит (мас.9б) магний 50 — 60, цинк 20 — 30; медь 0,1 — 03 никель 20 — 3,0, бериллий 0001 — О,1, хром

0,05 - 02; алюминий остальное. Свойства сплава о .=430-450 МПА — 430 — 450 МПа; 5=12-14% =

12 — !4%.К =40-42 МПА = 40 — 42 МПа. 1 табл

1с

2001154

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к высокопрочным литейным сплавам на основе алюминия, содержащим в качестве главного легирующего компонента магний и предназначенным для изготовления деталей. работающих при повышенных нагрузках в различных средах.

Известен сплав ВАЛ11 содержащий, мас. :

Магний 6-7, Цинк 2-2,5

Бериллий 0.07 — 0,15

Цирконий 0,1 — 0.3

Титан 0,1-0,3

Марганец 0,1 — 0,2

Хром 0,005-0,15

Алюминий Остальное

Сплав ВАЛ11 имеет следующие недостатки, невысокий уровень прочностных свойств и сильная склонность к межзеренному разрушению, что приводит к нестабильности значений пластичности и вязкости разрушения в отливках.

Наиболее близким к предлагаемому сплаву является сплав, который содержит, мас. :

Магний 5,5--6

Цинк 2,5-3

Медь 0,25-0,35

THTBM 0,08 — 0,12

Бор 0 01-0,02

Бериллий 0,01- 0,25

Никель до 0,35

Железо до 0,5

Алюминий Остальное

Известный сплав имеет более высокие значения прочностных свойств и меньшую нестабильность по пластичности и вязкости разрушения по сравнению с вышеописанным, однако они остаются на недостаточном ровне.

Целью изобретения является повышение прочности и стабильности по пластичности и вязкости разрушения, получаемых в отливках.

Для достижения поставленной цели сплав на основе алюминия. содержащий магний, цинк, медь, бериллий и никель. дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, мас. ;

Магний 5-6

Цинк 2-3

Медь 0,1-0,3

Бериллий 0,001-0,1

Никель 2-3

Хром 0.05-0,2

Алюминий Остальное

Заявленные концентрации цинка, магния и меди обеспечивают оптимальное ле5

55 гиронание алюминиевого твердого раствора и соответственно сочетание высоких значение прочности и пластичности. Никель повышает прочность благодаря образованию большого количества фазы NiAlg. При концентрации никеля менее 2 количества частиц этой фазы недостаточно для достижения требуемого эффекта, а при концентрации никеля более 3 образуются первичные кристаллы, которые снижают механические свойства, Бериллий предохраняет сплав от окисления в процессе его приготовления и термообработки. Добавка хрома в присутствии никеля и бериллия в пределах заявленных концентрацией повышает плотность упрочняющих выделений и равномерность их распределения, что затрудняет межзеренное разрушение и ведет к увеличению прочности и стабильности по пластичности и вязкости разрушения, Кроме того, Ni u Cr замедляют диффузию Mg u

Zn в алюминиевом твердом растворе, что повышает жаропрочность. При концентрациях Cr u Be менее нижнего предела их действие незначительно, а при концентрации свыше верхнего предела возникает опасность появления первичных кристаллов и, соответственно, снижения свойств.

Авторам неизвестно использование добанки Сг совместно с Be и 2-3 Ni н литейных алюминиевых сплавах, содержащих в качестве основного легирующего компонен1а магний, с целью увеличения их прочности и стабильности по пластичности и няэкости разрушения, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения требованию критерия "существенные отличия", Для опробования предлагаемого сплава в лабораторных условиях были приготовлены 6 составов, включая заявленные концентрации и средний состав известного сплава.

Сплавы готовили в электрической печи сопротивления из чистых шихтоных материалов (Al, Cu, Mg, Zn) и лигатур (Ai-Ni, AI-Be, AI-Сг), Механические свойства (временное сопротивление - b, пластичность — д и вязкость разрушения — Kl„-) определяли на образцах, вырезанных иэ плоских кокильных отливок, термообработанных по режиму Т7, Стабильность (С) оценивали по доле образцов, имеющих заданный уровень пластичности (ту> 8 ут) и вязкости разрушения (Кт.

>30 МПа М ).

Приведенные в таблице результаты показывают, чго предлагаемый сплав (составы

2-4) превосходит известный (состав 6) как по прочности (rp), так и по стабильности значений пластичности (д) и вязкости раз2001154 формы взамен обработки резанием деформированных полуфабрикатов из сплавов типа Д16. Экономический эффект может быть получен за счет сокращения механической обработки и повышения КИМ.

I (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1327561, кл. С 22 С 21/18. 1986.

CIIcI8e и RIR аиичссиие сееистеа иссаедееаииые cIIRRRIIR

Составитель Г.Лукина

Редактор В.Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор Е.flann

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

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

Заказ 3114

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 рушения (K>c). Кроме того. из-эа меньшей склонности к межзеренному разрушению предлагаемый сплав имеет повышенную стойкость к коррозионному растрескиванию. 5

Сплав рекомендуется использовать на предприятиях машиностроения для получения деталей методом литья в металлические

Формула изобретения

СППАВ HA OCHOBE АЛЮМИНИЯ, СОДЕРжаЩий магний, цинк, медь, никель, бериллий, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и стабильности по пластичности 25 и вязкости разрушения, он дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, мас.%.

Магний

Цинк

Медь

Никель

Бериллий

Хром

Алюминий

5,0-6,0

2.0 - 3,0

0,1 - 0.3

2,0 - 3,0

0,001 - 0,1

0,05 - 0,2

Остал «, но