Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к сплавам на основе алюминия и изделиям, выполненным из них, которые предназначены для авиакосмической техники. Сплав и изделие, выполненное из него, имеют следующие компоненты, мас.%: литий 1,7-2,0, медь 1,6-2,0, магний 0,7-1,1, цирконий 0,04-0,2, бериллий 0,02-0,2, титан 0,01-0,1, никель 0,01-0,15, марганец 0,01-0,4, сера 0,5·10-4-1,0·10-4, азот 0,5·10-4-1,0·10-4, кобальт 0,5·10-6-1,0·10-6, натрий 0,5·10-3-10·10-3, алюминий - остальное. Получают сплав и изделие из него, обладающие наряду с высокими прочностными свойствами (пределами прочности и текучести) пониженной звукопроводностью при акустическом воздействии. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к сплавам на основе алюминия системы Al-Cu-Mg-Li. Полуфабрикаты из этих сплавов используются в качестве конструкционных материалов для авиакосмической техники в виде обшивки и силового набора.

Сплавы системы Al-Cu-Mg-Li широко используются в авиакосмической технике.

Известны американские сплавы, имеющие следующий химический состав (% по массе):

Литий1,9-2,6
Медь1,0-2,2
Магний0,4-1,4
Марганец0-0,9
Никель0-0,5
Цинк0-0,5
Цирконий0-0,25
Алюминийост. (Патент США №5374321)
Литий1,5-2,5
Медь1,6-2,8
Магний0,7-2,5
Цирконий0,05-0,2
Железо≤0,5
Кремний≤0,5
Алюминийост. (Патент США №4795502)

Эти сплавы, имея пониженную плотность и приемлемые механические свойства при однократном и повторном нагружении, обладают высокой звукопроводностью при акустическом воздействии. Характеристики шумопоглощения для ряда изделий авиакосмической техники являются определяющими.

Наиболее близким аналогом к заявляемому, взятым за прототип, является российский сплав имеющий следующий химический состав (% по массе):

Литий1,7-2,0
Медь1,6-2,0
Магний0,7-1,1
Цирконий0,04-0,2
Бериллий0,02-0,2
Титан0,01-0,1
Никель0,01-0,15
Марганец0,01-0,4
Галлий0,001-0,05
Водород1,5·10-5-5,0·10-5
по крайней мере один элемент из группы, содержащей:
Цинк0,01-0,3
Сурьму0,00003-0,015
Натрий0,0005-0,001
Алюминийост. (Патент РФ №2180928)

Данный сплав обладает улучшенным сочетанием характеристик прочности и пластичности. Лист, изготовленный из этого сплава, обладает следующими свойствами: σВ≥410 МПа, σ0,2≥305 МПа, δ≥7%, Ксу≥100 МПа√м. Однако обшивка самолета, выполненная из этого сплава, обладает недостаточными характеристиками шумопоглощения.

Технической задачей настоящего изобретения является создание сплава, обладающего наряду с высокими прочностными свойствами (пределами прочности и текучести) пониженной звукопроводностью при акустическом воздействии.

Согласно настоящему изобретению предложен сплав на основе системы Al-Cu-Mg-Li, имеющий следующий химический состав (% по массе):

Литий1,7-2,0
Медь1,6-2,0
Магний0,7-1,1
Цирконий0,04-0,2
Бериллий0,02-0,2
Титан0,01-0,1
Никель0,01-0,15
Марганец0,01-0,4
Сера0,5·10-4-1,0·10-4
Азот0,5·10-4-1,0·10-4
Кобальт0,5·10-6-1,0·10-6
Натрий0,5·10-3-1,0·10-3
Алюминийостальное
и изделие, выполненное из него

Присутствие серы и азота, вызывающих образование сульфидов и нитридов, создает некоторую акустическую неоднородность, способствующую увеличению коэффициента затухания ультразвука. Тем самым повышаются характеристики шумопоглощения материала. Кобальт концентрируется на границах зерен и способствует зернограничной деформации. При этом улучшается деформационная способность сплава и повышается технологическая пластичность.

Пример осуществления

В лабораторных условиях были отлиты слитки 4 сплавов. Химические составы предложенного и известного сплавов приведены в таблице 1, где сплавы 1-3 являются примерами сплавов согласно изобретению, а сплав 4 является примером - протипа.

Из слитков путем прессования полосы и последующей горячей и холодной прокатки получали листы толщиной 1,5 мм. Прессование проводили при 430°С, а горячую прокатку - при 440-450°С. Листы разрезали на заготовки, которые закаливали с температуры 530°С в воде и старили при температуре 150°С в течение 24 ч. Из этих заготовок были изготовлены образцы для измерения коэффициента затухания ультразвука. Главным фактором, определяющим способность материала поглощать звуковые волны, а следовательно, увеличивать величину шумопоглощения, является коэффициент затухания ультразвука. Коэффициент затухания ультразвука измеряли эхоимпульсным методом на продольных волнах в частотах 10,20 и 30 МГц. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Полученные результаты показывают, что предложенный сплав по сравнению с известными сплавами системы Al-Cu-Mg-Li обладает практически одинаковыми пределом прочности и относительным удлинением. Однако по величине шумопоглощения, определяемой по коэффициенту затухания ультразвука, он имеет превосходство на ˜30%.

Таким образом, применение предлагаемого сплава в качестве конструкционного материала для авиакосмической техники в виде обшивки и силового набора из листов обеспечивает значительное повышение шумопоглощения.

Таблица 1
Химический состав сплавов (% по массе)
Номер сплаваLiCuMgZrBeTiNiMnSNСоNaGaНAl
11,71,60,70,040,020,010,010,010,5·10-40,5·10-40,5·10-60,5·10-3--ост.
21,851,80,90,120,110,0550,080,2050,75·10-40,75·10-40,75·10-60,75·10-3--ост.
32,02,01,10,20,20,10,150,41,0·10-41,0·10-41,0·10-61,0·10-3--ост.
41,71,80,80,120,020,050,10,3---1,0·10-30,052,0·10-5ост.

Таблица 2
Механические свойства сплавов
Номер сплаваПредел прочности при растяжении, МПаПредел текучести при растяжении, МПаОтносительное удлинение, %Вязкость разрушения (Kcу), МПа√мКоэффициент затухания ультразвука, дБ/м
14103051511028
24153101310529
34203151210030
44103051410521

1. Сплав на основе алюминия, содержащий литий, медь, магний, цирконий, бериллий, титан, никель, марганец, натрий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт, серу и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Литий1,7-2,0
Медь1,6-2,0
Магний0,7-1,1
Цирконий0,04-0,2
Бериллий0,02-0,2
Титан0,01-0,1
Никель0,01-0,15
Марганец0,01-0,4
Сера0,5·10-4-1,0·10-4
Азот0,5·10-4-1,0·10-4
Кобальт0,5·10-6-1,0·10-6
Натрий0,5·10-3-1,0·10-3
АлюминийОстальное

2. Изделие, выполненное из сплава на основе алюминия, отличающееся тем, что сплав содержит следующие компоненты, мас.%:

Литий1,7-2,0
Медь1,6-2,0
Магний0,7-1,1
Цирконий0,04-0,2
Бериллий0,02-0,2
Титан0,01-0,1
Никель0,01-0,15
Марганец0,01-0,4
Сера0,5·10-4-1,0·10-4
Азот0,5·10-4-1,0·10-4
Кобальт0,5·10-6-1,0·10-6
Натрий0,5·10-3-1,0·10-3
АлюминийОстальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным алюминиевым сплавам системы алюминий-медь-магний-литий, применяемым для изготовления изделий, используемых в ответственных авиакосмических конструкциях.

Изобретение относится к производству изделий из высокоустойчивого к повреждениям алюминиевого катаного сплава. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к сплавам на основе алюминия системы алюминий - медь - магний. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе алюминия системы алюминий-медь-магний. .

Изобретение относится к высокопрочным сплавам пониженной плотности на основе системы алюминий-медь-литий и может быть использовано в авиакосмической, судостроительной и автомобильной отраслях промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала.

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочным деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве конструкционного материала в греющихся частях летательных аппаратов, например в деталях двигателя или в элементах деталей обшивки сверхзвуковых самолетов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия системы Al-Mn, для производства тонких холоднокатаных листов, используемых для последующей холодной формовки в изделиях сложной формы, таких как сосуды, емкости, банки и др., в том числе сварные конструкции.

Изобретение относится к металлургии, в частности к деформируемым алюминиевым сплавам системы алюминий - медь - магний, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала в аэрокосмической промышленности и машиностроении.

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к деформируемым алюминиевым сплавам системы алюминий-медь-магний, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала в авиации, автомобильной и транспортной промышленности, в том числе в сварных конструкциях.

Изобретение относится к алюминиевым сплавам, применяемым в аэрокосмической промышленности

Изобретение относится к алюминиевому сплаву с улучшенной стойкостью к повреждениям, состоящему по существу из следующих компонентов, мас.%: медь 3,0-4,0; магний 0,4-1,1; серебро вплоть до 0,8; цинк вплоть до 1,0 мас.%; цирконий вплоть до 0,25 мас.%; марганец вплоть до 0,9; железо вплоть до 0,5; и кремний вплоть до 0,5; остальное - по существу алюминий, случайные примеси и элементы, причем упомянутые медь и магний присутствуют в отношении 3,6-4,5 частей меди на 1 часть магния

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности к сплаву системы алюминий - медь - магний - литий, применяемого для изготовления полуфабрикатов и изделий из него, используемых в качестве конструкционных материалов для авиакосмической техники

Изобретение относится к изделиям из сплавов на основе алюминия, а именно к изделиям, используемым в авиационно-космической промышленности и пригодным для применения в конструкциях фюзеляжа

Изобретение относится к деформируемому сплаву на основе алюминия, а именно к продукту из него, и способу изготовления этого продукта
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве конструкционного материала в деталях, работающих при повышенных температурах

Изобретение относится к области металлургии, а именно к алюминиево-медным сплавам, содержащим ванадий. Заявлен алюминиевый сплав, состоящий из, вес.%: Cu 3,3-4,1, Mg 0,7-1,3, V 0,01-0,16, Mn 0,01-0,7, 0,01-0,25 по меньшей мере одного регулирующего зеренную структуру элемента, выбранного из группы, состоящей из Zr, Sc, Cr и Hf, Zn вплоть до 1,0, Ag вплоть до 0,6, Fe вплоть до 0,25 и Si вплоть до 0,25, алюминий, другие элементы и примеси - остальное. Сплавы характеризуются повышенными характеристиками прочности, вязкости, сопротивления коррозии и росту усталостной трещины. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 11 ил., 11 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к деформируемым термически упрочняемым сплавам на основе алюминия. Сплав на основе алюминия включает медь, магний, марганец, цирконий, кобальт, серебро, по крайней мере один элемент из группы, содержащей иттрий, церий, и по крайней мере один элемент из группы, содержащей гафний, титан, бор, углерод, при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 5,1-6,5, магний 0,15-1,0, марганец 0,1-0,9, цирконий 0,005-0,2, кобальт 0,005-0,2, серебро 0,25-1,0, по крайней мере один элемент из группы, содержащей иттрий, церий 0,005-0,2, по крайней мере один элемент из группы, содержащей гафний, титан 0,001-0,1, бор, углерод 0,0001-0,08, алюминий - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение пределов прочности и текучести при комнатной температуре и длительной прочности при температурах 175-200°C после упрочняющей термической обработки при сохранении высокого уровня трещиностойкости. 3 пр., 2 табл.

Изобретение относится к деформируемым сплавам на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu пониженной плотности и изделиям из них, предназначенным для разового применения. Сплав с плотностью 2,80 г/ см3 содержит, мас.%: цинк 6,0-8,0, магний 3,4-4,2, медь 0,8-1,3, скандий 0,02-0,06, цирконий 0,07-0,12, бериллий 0,0005-0,004, церий 0,01-0,05, титан 0,02-0,05, кремний 0,01-0,10, железо 0,01-0,15, неизбежные примеси из группы Mn, Cr, V, Mo, Li, Ag, K, Na, O в суммарном количестве не более 0,10, алюминий - остальное, при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла. Изобретение направлено на создание сплава системы Al-Zn-Mg-Cu с высоким уровнем прочности и пониженной плотностью при удовлетворительном относительном удлинении в поперечном направлении и по толщине изделия. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в авиационно-космической, транспортной и других областях промышленности при изготовлении полуфабрикатов из термически упрочняемых алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg-Mn-Ag. Способ включает предварительный гомогенизационный отжиг в интервале температур 500-520°C в течение не менее 20 часов, последующую закалку в воду и интенсивную пластическую деформацию заготовки при комнатной или криогенной температуре с накопленной истинной степенью деформации e≥4. Совокупность предложенных операций позволяет повысить предел текучести сплавов до 760 МПа, предел прочности до 850 МПа с сохранением высокого уровня пластических свойств. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл., 3 ил.
Наверх