Сплав на основе алюминия

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к получению сплавов на основе алюминия, предназначенных для изготовления штамповок сложной формы, в частности штамповок дисков автомобильных колес. Сплав на основе алюминия содержит следующие компоненты, мас.%: медь 2,2-3,1, магний 0,6-1,0, кремний 1,0-1,8, марганец 0,4-0,8 и цинк 1,2-1,8. 2 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к получению сплавов на основе алюминия, предназначенных для изготовления штамповок сложной формы, в частности штамповок дисков автомобильных колес.

Известны сплавы, применяемые для штамповок: AB (системы Al-Mg-Si), AK6 и AK8 (системы Al-Mg-Si-Cu) (см.ГОСТ ъ 4784-74). Эти сплавы обладают средней прочностью, высокой технологичностью при литье и горячей деформации, однако одни имеют высокую коррозионную стойкость, но относительно невысокую прочность (AB: σ_В(Д)>30 кгс/мм²), другие повышенные значения прочностных свойств (AK6: σ_В(Д)>39 кгс/мм²), но пониженную коррозионную стойкость.

За прототип принят известный ковочный сплав AK6, содержащий следующие компоненты, мас. медь 1,8-2,6, магний 0,4-0,8, кремний 0,7-1,2, марганец 0,4-0,8 и алюминий остальное (ГОСТ 4784-74).

Техническим эффектом от реализации настоящего изобретения является повышение коррозионной стойкости, выносливости, а также получение возможности структурного упрочнения за счет сохранения нерекристаллизованной (полигонизованной) структуры после закалки.

Указанный технический эффект реализуется сплавом на основе алюминия, содержащим медь, магний, кремний, марганец и отличающимся тем, что он дополнительно содержит цинк при следующем соотношении компонентов, мас. медь 2,2-3,1, магний 0,6-1,0, кремний 1,0-1,8, марганец 0,4-0,8, цинк 1,2-1,8 и алюминий остальное.

Цинк в сплаве указанного состава находится в основном в твердом растворе и благодаря высокой растворимости в алюминии повышает термическую стабильность полигонизованной структуры. Цинк снижает температуру солидуса приблизительно на 20^oC по сравнению со сплавом AK6. Со снижением температуры солидуса связано снижение температуры гомогенизации. В процессе гомогенизации при 470^oC в течение 6 ч происходит распад твердого раствора марганца в алюминии с образованием мелкодисперсных, равномерно распределенных марганцовистых фаз, наличие которых в штамповке приводит к повышению температуры рекристаллизации. А так как температура закалки полуфабрикатов нового сплава также ниже (по сравнению со сплавом AK6), то все это позволяет сохранить после закалки совершенно нерекристаллизованную структуру, что и обусловливает возможность значительного упрочнения. Однако при использовании высокотемпературного старения с целью повышения коррозионной стойкости величина структурного упрочнения уменьшается, хотя структура и остается нерекристаллизованной.

Дисперсные выделения Al-Mn-фаз также способствуют повышению сопротивления коррозионному растрескиванию. Но основной вклад в повышение коррозионной стойкости делает хорошо развитая субзеренная структура: границы субзерен во время охлаждения с температуры закалки являются стоками для вакансий, уменьшая их концентрацию в приграничных зонах.

Пример осуществления изобретения.

В условиях ВИАМ были отлиты слитки, химический состав которых приведен в табл. 1. Из слитков после обточки и гомогенизации при 470±10^oC в течение 6 ч были изготовлены поковки сечением 60х200 мм. Поковки подвергали термообработке по режиму: закалка с температуры 500±5^o после выдержки 100 мин с охлаждением в холодную воду: старение при 200±5^oC в течение 12 ч.

В табл.2 приведены механические свойства предложенного сплава в сравнении со свойствами сплава прототипа. Из таблицы следует, что предложенный сплава при практически одинаковых прочностных и пластических характеристиках со сплавом-прототипом имеет значительное превосходство по выносливости и по стойкости к коррозионному растрескиванию.

Формула изобретения

Сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, кремний, марганец, отличающийся тем, что он дополнительно содержит цинк при следующем соотношении компонентов, мас.

Медь 2,2 3,1 Магний 0,6 1,0 Кремний 1,0 1,8 Марганец 0,4 0,8 Цинк 1,2 1,8 Алюминий Остальное-

РИСУНКИ

Рисунок 1