Сплав на основе алюминия

 

Сплав на основе алюминия содержит следующие компоненты, мас.%: медь 3,8 - 4,9, магний 1,2 - 1,8, марганец 0,3 - 0,9, железо 0,0001 - 0,3, кремний 0,0001 - 0,2, цинк 0,0001 - 0,1, титан 0,0001 - 0,1, никель 0,0001 - 0,05, сера 0,0001 - 0,0004, алюминий - остальное. Использование сплава позволяет повысить прочность металла при наличии острых надрезов. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к деформируемым алюминиевым сплавам системы Al-Cu-Mg.

Известен сплав на основе алюминия марки Д16ч, содержащий следующие компоненты, мас.%: Медь - 3,8 - 4,9 Магний - 1,2 - 1,8 Марганец - 0,3 - 0,9 Железо - Не более 0,3 Кремний - Не более 0,2 Цинк - Не более 0,1 Титан - Не более 0,1 Никель - Не более 0,05 Алюминий - Основа
(Отраслевой стандарт ОСТ 190048-90 "Сплавы алюминиевые деформируемые. Марки" - Издание официальное, с.4 УДК 669.715) - прототип.

Данный сплав имеет недостаточно высокую прочность при испытании на разрыв как гладких, так и надрезанных образцов.

Для ряда силовых элементов конструкций летательных аппаратов первостепенное значение имеет прочность металла при испытании образцов с острым надрезом, которая определяет долговечность и надежность конструкций, поскольку, как правило, в процессе эксплуатации именно по трещинам (надрезам) происходит их разрушение.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка сплава на основе алюминия, обладающего высокой прочностью при наличии острых надрезов.

Указанный технический результат достигается тем, что сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, марганец, железо, кремний, цинк, титан, никель, дополнительно содержит серу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Медь - 3,8-4,9
Магний - 1,2-1,8
Марганец - 0,3-0,9
Железо - 0,0001-0,3
Кремний - 0,0001 - 0,2
Цинк - 0,0001-0,1
Титан - 0,0001-0,1
Никель - 0,0001-0,05
Сера - 0,0001-0,0004
Алюминий - Остальное
Регламентированное введение серы в состав сплава при сохранении процентного содержания других легирующих элементов и примесей приводит к повышению предела прочности при испытании образцов на разрыв.

При содержании серы меньше 0,0001% не достигается требуемый уровень прочностных свойств, а при содержании серы больше 0,0004% она концентрируется по границам зерен, придавая им хрупкость, что снижает относительное сужение и относительное удлинение.

Технология, позволяющая регламентировать содержание серы при выплавке алюминиевого сплава, является "ноу-хау" производства.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного сплава на основе алюминия, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителя уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Пример. Из слитков сплава Д16ч и заявленного состава изготовили кованные прутки, провели термообработку по режиму Т.

Химический состав сплавов приведен в табл.1.

Результаты испытания механических свойств образцов, вырезанных в продольном направлении волокон кованных прутков, приведены в табл.2.

Как видно из табл.2 прочность σ_в заявленного сплава повышается на 3,8% у гладких образцов и на 8% у образцов с надрезом.

Таким образом, приведенные сведения показывают, что при осуществлении заявленного изобретения выполняются следующие условия:
- средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно: в металлургии:
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных или других известных до даты подачи заявки средств и методов:
- средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, способны обеспечить получение указанного технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Формула изобретения

Сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, марганец, железо, кремний, цинк, титан, никель, отличающийся тем, что дополнительно содержит серу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Медь - 3,8 - 4,9
Магний - 1,2 - 1,8
Марганец - 0,3 - 0,9
Железо - 0,0001 - 0,3
Кремний - 0,0001 - 0,2
Цинк - 0,0001 - 0,1
Титан - 0,0001 - 0,1
Никель - 0,0001 - 0,05
Сера - 0,0001 - 0,0004
Алюминий - Остальное,

РИСУНКИ

Рисунок 1