Обладающие свариваемостью коррозионно-стойкие алюминиево- магниевые сплавы, прежде всего для применения в транспортном машиностроении
Изобретение относится к обладающему свариваемостью коррозионно стойкому алюминиево-магниевому сплаву, содержащему в качестве важного компонента трехкомпонентную алюминий-скандий-циркониевую фазу. Данный сплав содержит по меньшей мере 3-5 мас.% магния (Mg), 0,05-0,15 мас.% циркония (Zr), 0,05-0,12 мас.% марганца (Mn), 0,01-0,2 мас.% титана (Ti), 0,05-0,5 мас.% одного или нескольких элементов группы, состоящей из скандия (Sc), тербия (Tb), церия (Се) и остальных лантанидов, при этом в его составе содержится по меньшей мере скандий (Sc), а также алюминий (Al) и неизбежные включения кремния (Si) в количестве максимум 0,2 мас.%. Предложена деталь из вышеописанного сплава, предназначенная для воздушного транспортного средства, прежде всего фюзеляжа самолета, для морского транспортного средства или для автотранспортного средства и изготовленная методом сварки, прокатки, экструзии или ковки. Техническим результатом изобретения является получение обладающего свариваемостью коррозионно стойкого алюминиево-магниевого сплава, который наряду с высокой прочностью обладает высоким порогом рекристаллизации. 2 с. и 3 з.п.ф-лы.
Настоящее изобретение относится к обладающему свариваемостью коррозионно стойкому алюминиево-магниевому сплаву, содержащему в качестве важного компонента трехкомпонентную алюминий-скандий-циркониевую фазу. Сплав подобного типа известен, например, из патента US 5624632 и благодаря его малой плотности, высокой прочности и коррозионной стойкости вызывает интерес прежде всего для применения в авиастроении. Благодаря добавкам редкоземельных элементов или элементов, подобных редкоземельным, в алюминиево-магниевом сплаве образуются дисперсоиды, способствующие согласно вышеназванному патенту США повышению прочности и коррозионной стойкости. Однако какие-либо данные касательно характеристик свариваемости сплава такого типа в указанном патенте США отсутствуют.
Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача разработать обладающий свариваемостью коррозионно стойкий алюминиево-магниевый сплав, который по своим свойствам в отношении прочности и коррозионной стойкости, по меньшей мере, не уступал бы известному сплаву и в дополнение к хорошей свариваемости обладал бы и высоким порогом рекристаллизации. Указанная задача решается благодаря предлагаемому алюминиево-магниевому сплаву согласно п.1 формулы изобретения.Этот новый сплав отличается от известного сплава прежде всего заметно более низким содержанием марганца, при этом, как неожиданно было установлено, он проявляет повышенную коррозионную стойкость; сказанное относится в первую очередь к выполненным из предлагаемого сплава деталям, восприимчивым к разного рода нагрузкам, в данном случае, например, к деталям, изготовленным методом холодного формования, которые в течение продолжительного времени подвергаются воздействию повышенных температур. Предположительно решающим фактором для достижения этих положительных свойств является прежде всего соотношение марганца и скандия. Так, в частности, повышение коррозионной стойкости имеет место при соотношении Mn:Sc<2. Следует далее отметить и то, что содержащаяся в его составе в отличие от известного сплава доля титана способствует дополнительно к действию в качестве модификатора повышению показателя прочности, поскольку титан может заменить цирконий в трехкомпонентной Al-Sc-Zr-фазе, хотя растворимость титана ниже по сравнению с цирконием.Как было далее установлено, скандий по меньшей мере в определенных пределах можно заменять на тербий или же на церий. Однако следует учитывать, что при такой замене на тербий для достижения тех же свойств, что и вышеуказанные, требуется вводить добавки тербия в большем по сравнению с заменяемым скандием количестве.Особенно прочный и коррозионно-стойкий сплав, предназначенный для применения в строительстве наземных, морских или воздушных транспортных средств, содержит по меньшей мере 0,15 мас.% скандия. Добавки лантанидов варьируют предпочтительно в пределах от 0,05 до 0,35 мас.%, при этом такие значения в случае применения смеси лантанидов указаны в пересчете на общее количество смеси. В сплаве содержатся неизбежные включения кремния в количестве до 0,2 мас.%, несколько ухудшающие в основном его динамические свойства.Формула изобретения
1. Обладающий свариваемостью коррозионно-стойкий алюминиево-магниевый сплав, включающий трехкомпонентную алюминиево-скандий-циркониевую фазу, в состав которого входит по меньшей мере 3-5 мас.% магния (Mg), 0,05-0,15 мас.% циркония (Zr), 0,05-0,12 мас.% марганца (Мn), 0,01-0,2 мас.% титана (Ti), 0,05-0,5 мас.% одного или нескольких элементов группы, состоящей из скандия (Sc), тербия (Тb), церия (Се) и остальных лантанидов, при этом в его составе содержится по меньшей мере скандий (Sc), а также алюминий (Аl) и неизбежные включения кремния (Si) в количестве максимум 0,2 мас.%.2. Алюминиево-магниевый сплав по п.1, отличающийся тем, что соотношение количеств марганца и скандия составляет меньше двух.3. Алюминиево-магниевый сплав по п.1 или 2, отличающийся тем, что в его составе содержится по меньшей мере 0,15 мас.% скандия (Sc).4. Алюминиево-магниевый сплав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в его составе содержится 0,05-0,35 мас.% одного либо нескольких элементов из группы лантанидов, прежде всего церия (Се), неодима (Nd), европия (Еu), гадолиния (Gd), диспрозия (Dy), гольмия (Но) или эрбия (Еr).5. Деталь, предназначенная для воздушного транспортного средства, прежде всего фюзеляжа самолета, для морского транспортного средства или для автотранспортного средства, и изготовленная методом сварки, прокатки, экструзии или ковки, отличающаяся тем, что она выполнена из алюминиево-магниевого сплава по любому из пп.1-4.
