Алюминиевый деформируемый термоупрочняемый сплав

 

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия. Сплав согласно изобретению содержит следующие компоненты в мас.%: цинк 5,4-6,2, магний 2,51-3,0, марганец 0,1-0,3, хром 0,12-0,25, титан 0,03-0,10, цирконий 0,07-0,12, бериллий 0,0002-0,005, медь ≅ 0,2, железо ≅ 0,35, кремний ≅ 0,25, алюминий остальное. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия.

Одной из наиболее перспективных систем легирования в материаловедении алюминиевых деформируемых сплавов с точки зрения формирования гаммы свойств, отвечающих нуждам машиностроения, является система Al-Zn-Mg сплавов.

Природу этих сплавов и, соответственно, свойства определяют два основных показателя: сумма цинка и магния, а также их соотношения. Значительный вклад в формирование свойств сплавов этой системы вносят добавки переходных металлов и неизбежные, так называемые допустимые, примеси. Как правило, суммарное легирование Zn и Mg 7-8% считается нежелательным и ведущим к охрупчиванию металла.

Известен сплав B 95 [1] на основе алюминия с суммой Zn и Mg=8,3±1,5 мас. и соотношением Zn/ Mg=2,609. Однако этот сплав содержит медь ≈1,7% и может быть назван сплавом системы Al-Zn-Mg-Cu.

Этот сплав, будучи одним из самых высокопрочных алюминиевых деформируемых сплавов, характеризуется неудовлетворительной свариваемостью и значительной анизотропией.

Наиболее близким к предложенному является сплав, содержащий следующие компоненты, мас. цинк 3,0-6,0, магний 0,6-2,5, марганец 0,2-0,5, хром 0,15-0,25, титан 0,01-0,20, цирконий 0,01-0,2, бериллий 0,0005-0,0015, медь ≅ 0,5, железо ≅ 1,0, кремний ≅ 0,5, алюминий остальное [2] Задачей изобретения является получение сплава с повышенной свариваемостью и низкой анизотропией.

Задача решается тем, что сплав согласно изобретению содержит следующие компоненты, мас. цинк 5,4-6,2, магний 2,51-3,0, марганец 0,1-0,3, хром 0,12-0,25, титан 0,03-0,10, цирконий 0,07-0,12, бериллий 0,0002-0,005, медь ≅ 0,2, железо ≅ 0,3, кремний ≅ 0,2, алюминий остальное.

Технический результат достигается путем создания высоколегированного сплава системы Al-Zn-Mg с суммарным легированием Zn и Mg=8,5±0,7 и отношение Zn/Mg= 2,111 практически без меди. Сплав упрочняется закалкой и старением. Характерные механические свойства составляют Твердость по Бринелю равна 140-165 HB.

Авторами успешно применен специфический подход к формированию свойств сплава, состоящий в специальном ступенчатом старении, способным быть названным, скорее, "перестариванием", предполагающим перевод процесса "зонного" старения в "фазово-коагуляционное" через прохождение максимума прочности, что связано с потерей прочности на 3-5% при росте пластичности на 25-30% Авторами также детально проанализирована роль добавок переходных элементов и в формировании свойств сплава системы алюминий-цинк-магний (и, в частности, роль марганца в процессе деформационного упрочнения), а также вскрыта роль допустимых примесей. Это позволило управлять величиной работы разрушения металла и процессом формирования строения излома и исключения так называемой шиферности излома.

В таблице приведены составы предлагаемого сплава и получаемые при этом свойства.

Разработанная композиция широко апробирована в серийном производстве крупногабаритных большетолщинных цельноалюминиевых объектов машиностроения.

Формула изобретения

Алюминиевый деформируемый термоупрочняемый сплав системы алюминий цинк магний, содержащий алюминий, цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, бериллий, медь, железо и кремний, отличающийся тем, он что содержит компоненты при следующем соотношении компонентов, мас.

Цинк 5,4 6,2 Магний 2,51 3,0 Марганец 0,1 0,3 Хром 0,12 0,25 Титан 0,03 0,10 Цирконий 0,07 0,12 Бериллий 0,0002 0,005
Медь ≅ 0,2
Железо ≅ 0,3
Кремний ≅ 0,2
Алюминий Остальноес

РИСУНКИ

Рисунок 1

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 25-2000

(73) Новое наименование патентообладателя:
Открытое акционерное общество "Объединенная компания "Сибирский алюминий" (RU)

Извещение опубликовано: 10.09.2000        

PD4A - Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:
Закрытое акционерное общество "Алкоа СМЗ" (RU)

Адрес для переписки:
443051, г. Самара, ул.Алма-Атинтская, 29, ЗАО "Алкоа СМЗ", ЦЗЛ-ИЦ

Извещение опубликовано: 10.09.2010        БИ: 25/2010

---