Сплав на основе алюминия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ЕТИЗЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное и авт. саид-ву (51)М. Кл з (22) Заявлено19.07.76 (21) 2390863/22-02

1 с присоединением заявки Но

С 22 С 21/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230481, бюллетень Но 15

Дата опубликования описания 23. 04.81 (53) УДК 6 6 9 . 71 . 5 . .3.721.74. .295.1i725 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.Ф.Чирков, Г.Б.Строганов, В.A.Çàñûïêèí, Ю.М.Должанский, П.Н.Силаев и Е.С.Махнев -- .Ъ.

/ Е ф

М (71) Заявитель (54) CIIJIAB HA ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

25

Изобретение относится к области разработки сплавов на основе алюминия, предназначенных для изготовления деталей методом литья и деформированных полуфабрикатов.

Известен сплав на основе алюминия 019, содержащий,вес.Ъ:

Медь 3,8-4,3

Магний 1,7-2,3

Марганец 0 5-1,0

Бериллий 0,0002-0,005

Алюминий Остальное (11, Однако этот сплав обладает недостаточно высокими литейными свойствами (жидкотекучесть его равна 275290 мм).

Наиболее близким к предложенному является сплав на основе алюминия, содержащий, вес.Ъ:

Медь 4,7-5,85

Магний 3,2-4,2

Марганец 0,35-0,55

Титан 0,08-0,15

Бериллий 0,001-0 003

Железо 0,1-0,3

Алюминий Остальное )2), Но прочностные характеристики сплава и его жидкотекучесть (240255 ми) также недостаточно высоки.

Цель изобретения — повышение прочностных свойств сплава при ком- * натной и повышенных температурах,а также улучшение его литейных свойств.

Для достижения цели сплав содержит легирукияие компоненты в следующем соотношенйи, вес.Ъ:

Медь 4,9-6,5

Магний 1,8-3,0

Марганец 0,2-0,8

Титан 0,1-0,45

Железо 0,1-0,45

Бериллий 0,001-0,005

Алюминий Остальное

Пример 1. Плавки приготавливают на чистом чушковом алюминии (А99). Медь, марганец, титан, железо, бериллий вводят в виде соответствисщих двойных лигатур, приготовленных также на чушковом алюминии

А99.

Плавки проводят s печах (миксерах) злектросопротивления.

В случае применения сплава в качестве литейного после введения магния расплав рафинируют предварительно прокаленными солями хлористого марганца (из расчета 0,1-0,15% от веса плавки).

638937

Т а б л н ц а 1.

Составы и литейные характеристики опытных сплавов (стандартные пробы) 295

0,14 0,18

0,25 0,23

0,001 22,5

0 0015 20,0

0,004 20,5

0,003 22,5

0,005 20,0

1 4,92 3,0

2 5,28 1,82

3 5465 2425

4 6,17 3,8

0,38

290

0,23

0,60

0,11

0,1

290

0,32 0,43

300

0,78

5 6,46 2,43

0,44

0,35

315

0,49

Отлитые Я землю образцы подвергают полному циклу термической обра ботки — закалке по режиму: выдержка

6,5-7,0 ч при 495+10ОС, охлаждение в воде (40+100C), искусственное старейие 175-200 С с выдержкой 8-15 ч.

Для получения естественно состаренного состояния после закалки сплав необходимо выдержать при комнатной температуре 7-10 сут.

Проверку различных характеристик проводили на ряде сплавов, по своему химическому составу входящих в пределы химического состава предлагаемого сплава. Все сплавы изготавливали по одной и той же технологии, 4 1с тщательным контролем температур и 1э химических составов.

Пример 2. Изготовление полуфабрикатов осуществлялось в лабораторных условиях го следующей схе- gQ ме: плавка в злектропечах; отливка слитков полунепрерывным методом в водоохлаждаемый кристаллизатор диаметром 110 мм; гомогенизация при

490+5ОС в течение 48 ч прессование полосы сечением 65х12 мм прямым методом и смазкой при температуре металла 400-410 C и скорости его истечения 0,6-0,9 м/мин. Литая заготовка при прессовании подвергалась подпрессовке в контейнере на 20%; коэффициент вытяжки при прессовании

11,5, степень деформации 91,2%.

Изготовленные из прессованной полосы образцы подвергались, зркалМе . с температуры 505+1,5 С в воду комнатной температуры. Операция правки после закалки (холодная деформация растяжением около 2,0-2,5) при про-. ведении работы отсутствовала.

Часть образцов испытывалась в естественно состаренном состоянии, часть после наложения различных режимов искусственного старения. Испытанию при повышенных температурах под- . вергались образцы, прошедшие. искусственное старение при 175 С в тече- ние 20 ч. Результаты испытаний представлены в табл.3-5.

Предлагаемый сплав по сравнению с известным имеет повышенные механические свойства при комнатной (как в естественно, так и в искусственно состаренных состояниях) и повышенных температурах. Помимо этого предлагаемый сплав интенсивно упрочняется при естественном старении, набирая максимальные свойства уже через сутки после закалки.

Способность предлагаемого сплава к быстрому естественному старению позволит сократить длительность производственного цикла, снизить затраты, связанные с проведением искусственного старения и упростить технологию

Применение сплава в промышленности позволит уменьшить брак при литье, повысить весовую отдачу изделия, увеличить надежность узлов и деталей конструкции, расширить возможность применения сварных конструкций из алюминиевых сплавов.

Полуфабрикаты иэ сплава могут подвергаться сварке, при этом сварные соединения имеют прочность не ниже

0,8 от прочности основного материала.

630937

Таблица 2

Механические свойства образцов, отлитых в землю сплавов таблицы 1 (искусственно состаренное состояние 175 C — 15 ч) Р спла1 24,5 1,2 22,8 0,95

3 24,4 1,0 22,5 0,75

22,6 1,42 17,3 2,5 12,0 5 8 7,0 15,2

14,7

22,5 1,23 17,5 2,38 12,15 5,7 7,1 14,7

5 . 24,6 0,85 23,7 0,6

23,2 1,08 17,65 2,3 12,1 5,5 7,15 14,5

Таблица 3

Изменение механических свойств в процессе естественного старения (долевое направление) 2,2

16,8

37,9

1,97

24,6

18,3

36,0

2,0

37,0 19,6

44,2 . 28,7

1,63

24,4

1,64

30,0

44,5

1с94

37,1

1,56

29,5

44,5

1,79

38,2

44,7

1,66

22,9

30,0

29,5

1,57

1,68

40,5

24,5

23,3

1,52

44,7

21,8

41„2

26,6

45

1,5

30,0

45,0

1,5

24,4

26,1

41,5

1,46

23,9

30,2

45,0

1,47

20,7

25,3

41,6

Таблица 4

Значения механических свойств после проведения различных режимов искусственного старения (испытания при 20ОС; долевое направление) 26,6 24,4 43,8

25,4 22,8 44,2

28,7

40,4

175

30,0

40,0

40,0

26,4 21,8

35,6

46,0

200

11,9

37,5

47,2

41,4 . 28,8 20,4

Свежезакаленное состоя» ние

Значение свойств при температурах, С

20,7 25,3

20,8 21,5

25,5 20,1

23,8

24,5

24,0

22,8

22,4

23,3

20,9

630937

Таблица 5

Изменения механических свойств при испытании при повышенных температурах (состояние металла : искусственное старение, 170ОC 20 ч; долевое направление) 36,8

25,8

25,5

38,3

28,2

22,0

23,8

36,5 28,5 19,8

200

32,7

26,4

17,8 16,0

18,0

300

17,8

16,0

20,5

17,8

12,5

350

10,0

22,3

13,4

11,4

20.0,1-0,45

0,1-0,45

0,001-0,005

Остальное

Титан

Железо

Бериллий

Алюминий

Составитель Г. Лукина

Редактор Е. Месропова Техред М.Голинка Корректор н. швыдкая

Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2226

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Формула изобретения

Сплав на основе алюминия,включающий медь, магний, марганец, титан,, железо, бериллий, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- .25 ния прочностных свойств при комнатной и повышенных температурах и улучшения литейных свойств, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: 30

Медь 4,9-6 5

Магний 1,8-3,0

Марганец д,2-0,8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы. М., "Металлургия", 1972, с. 91. Сплав Д19.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 467134, кл. С 22 С, 21/00, 1972.