Сплав на основе алюминия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<о668363

Союз Советскик

Социалистическим республик

К АВТЮИЖОМУ СВ ТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 910976 (21) 2405517/22-02 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 150681, Бюллетень Н922 р1)м. хлз

С 22 С 21/16

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 669.715 3 721 25 295 296 1 74(088.8)

Дата опубликования описания 1506,81 (72) Авторы изобретения

Е.Ф. Чирков, Г.Б. Строганов, В.A. Засыпкин, A.Н. Гулин, Н.С. Постников, П.Н. Силаев, Е.С. Махнев и Ю.М. Должанский (71) Заявитель (54) СПЛАВ HA ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

Для этого в сплав на основе алю" миния, содержащий медь, магний, кобальт, титан, цирконий, железо и

30 бериллий, дополнительно введен мар

Изобретение относится к металлур гни термоупрочняемых св ариваемых сплавов на основе алюминия, пригодных для изготовления литых деталей и узлов, а также различных дефбрмируемых полуфабрикатов.

В промышленности известны.термОупрочняемые жаропрочные сплавы на основе алюминия, иэ которых могут быть изготовлены детали либо только литьем (так называемые литейные сплавы), либо только путем деформации (деформируемые сплавы). К первому типу сплавов, например, принадлежит сплав марки АЛ20 - сплав с повыщенной жаропрочностью, относящийся,к системе алюминий-медь-магний с дополнительным легированием креы ием, железом, марганцем, хромом и титаном.

Представителем второй группы сплавов (деформируемых) является, напри-. мер, жаропрочный, термоупрочняемый сплав Д19 )1).

Наиболее близким к предлагаемому является сплав следующегЬ состава,Ъ:.

Медь 4,7 -5,89

Магний 3 -4,2

Кобальт 0,08-0,65

Титан 0,05-0,40

Цирконий 0,05-0,40

Железо О, 1-0, 45

Бериллий, 0,001-0,005

Алюминий . Остальное (2 1.

Однако известный сплав медленно упрочняется при вылеживании и только на 45 сутки естественного старения набирает максимальные свойства. Таким образом, упрочнение известного сплава за счет естественного старения в условиях производственного цикла не представляется возможным. Кроме того," прочностные свойства при комнатной и повышенной температурах не соответствуют требуемомУ

15 уровню.

Цель изобретения — разработка такого сплава на основе алюминия, который, способен интенсивно упрочнять ся при естественном, старении, облаЮ дает высоким уровнем;прочностных свойств при комнатной и повышенных температурах и из которого можно изготавливать как литые детали и изделия, так и деформируеьые полуфабрикаты.

668363

Таблица 1

Известный

1 5,15 3,64 — 0,35

0,21 0,15 0,22 0,002

2 5,85 2,23 О, 36 О, 37 0,22 0,16 0,22 0,002

Предлагаемый

3 4,9 1,85 0,6 0,05 0,2 0,15 0,22 0,002

4 5,35 2,23 0,18 0,43 0,08,:0,36 0,13 0,001

5 5,82 2,8 0,42 0,23 0,40 0,05 0,34 0,003 б 6,48 3,0 0,05 0,58 0,15 0,27 0,43 0,005 ганец при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Медь 4,9-6,5

Магний 1,8-2,9

Титан 0,05-0,45

Кобальт 0,05-0,65

Цирконий 0,05-0,45

Железо 0,1 -0,45

Бериллий . 1,001-0,005.

Марганец 0,05-0,65

Алюминий Остальное

Причем отношение содержания меди и магния в Сплаве должно находиться в следующей зависимбсти:

Со 1,29 Mg +(2,5+0,73)..

Указанное соотношение меди и магния обеспечивает интенсифицирование ° процесса естественного старения сплава.

Для опробования предлагаемого сплава и сопоставленйя его с- известным сплавом было приготовлено несколь ко плавок, составы которых приведены в табл. 1.

Из сплавов составов Р-9 1 и 2 были получены прессованные полосы сечением 65 12 мм, свойства которых в долевом направлении приведены в табл. 2-5.

Из сплавов 3-5 были получены

5 образцы, отлитые в землю, свойства которых в закаленном и искусственно состаренном состоянии приведены в табл. 6. Литейные свойства сплава— жидкотекучесть 275-295 мм, горячеломкость 17,5-20,0 мм.

Иэ табл. 2-6 видно, что применение предлагаемого сплава значительно повысит надежность, качество деталей и узлов, улучшит их работоспособность при повышенных темпера"

1э турах (позволит применять свариваемый алюминиевый сплав при 350-450оС).

Использование предлагаемого сплава в конструкциях повысит весовую отдачу, а применение его в виде

-20 литого и деформируемого материала уменьшит номенклатуру применяемых материалов. Снижение производствен,ных затрат будет получено в результате естественного старения.

668363

Таблица 2

Изменение механических свойств в процессе естественного старения

16,4 21,6 29,2

15,5 23,4 30,0 34,8

34 5 18 3 22 2 27 1 42 1

28,1 21,0 27,9

35,0 18,8 21,6 26,0 43,6 28,0 22,0 28,4

35,8 19,0 20,8 27,2 43,2 28,0 20,9

27,1

36,1 19,7 22;3 25,0 44,0 29,0 21,2 25,2

39 7 24 0 21 9 25 4 43 8 29 4 20 8 23 7.

45 40,3 26,0 21,8 25,3 43,8 28,3 22,4 23,8

40,0 26,0 .21,6 25,3 43,6 28,5 21,1 24,2

Таблица 3

Значения механических свойств сплавов после различных режимов искусственного старения (испытания при 209C) Свежез ак аленное состояние 35,0

15ч 38 .8

175 С

20ч 39, 1

5ч 38,6

200 С

10ч 39,5

24,6 20,6 23,4 42,0 28,1. 23,4 26,5

24,8 21,4 24,0 42, 8 28,2 23,8 25,6

25 2 20 2 26 5 42 9 31 2 19 9 23 3

28,4 19,2 24,3 45,4 37,7 13,5 21,9

668363.Таблица 4

Механические свойства при повышенных температурах (кратковременные испытания).

22,5

23,8

36,8 26,2 12,0

150

35,3

22,0 23,5

200

18,8

35,,0 25,9

31,2

18,7

14,5

300

350

16,0

21,4

6,5 4,9

26,8

4,2

400

37,2

6,2

Таблица 5

Реэультаты испытаний сплавов на длительную прочность

Известjный

oS

<5

23 2

5 ОЗ

48 17,0

80,0

37,6, 29,4

21,5

91,5 58,5

77,9

46,5

56,1

41—

«îoîo

113

21,0

16,0

22,8 34,0

14,0

42,5

М,%

86,0

70,0

53, 7

45,4

Предлагаемяй . < р4

18,65 . 11,45

16,2

10, 0

20,5 18, 0

Ю

13,0 10,8

СЧ Ю н н с с Ф Чф сЭ

00 eV, Ю с с с

LIl Ill Ill чЧ ч-4 с4 юЛ

00 1О 1О с с

Ю IIl Ul

Ю СЧ (т) с

С Ъ РЪ Н ч-4 4

IIl (, C0 с с с

СЧ СЧ (Ч

668363

rj с

00 Ill

РЪ < 3 I

<Ч .Ю с с

lA IIl

00 00 с с н

Ю

Yl c с с

CO 00 т1 %1

C0 . РЪ

РЪ мр с с

Ю Ю а с с

1О LO (Ч (Ч

МЪ 00

РЪ гЧ с с н

Ю с с

1О \О (Ч СЧ

00 0Ъ

IA Ю с с

Ю Ю

00 с

IO с Ъ

СЧ с ь

00 с

0Ъ с

CO Ч

LA с

Ill

° Ф с

1О (Ч н с, %-4 а

1Г) с

C) 668363

Формула изобретения

Ф

Составитель Е. Васильев

Редактор Т. Колодцева Техред A. Савка Корректор Н.Стец

Заказ 4537/18 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

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

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

1. Сплав на основе алюминия, включакщий медь, магний, титан, . кобальт, цирконий, бериллий и желе эо, отличающийся тем, что, с целью интенсификации естественного старения, повышения прочностных свойств при комнатной температуре и жаропрочности, он допол. кительно содержит марГанец при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Медь 4,9-6,5

Магний 1,8-2,9

Марганец 0 05 -0 65

Кобалвт 0,05-0,65

Титан 0,05-0,45 Ф

Цирконий 0,05-0,45

Железо 0,1-0,45

Бериллий 0,001-0,005

Алюминий Остальное

2. Сплав по п.1, о т л и ч а ю—

5 шийся тем, что отношение содер.жания меди и магния находится в следующей зависимости:

Си 1,29 Mg +(2,5+0,73).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Промьааленные, деформируемые и литейные алюминиевые сплавы. М., Металлургиздат, 1972, с. 310, 327-329.

2. Авторское свидетельство СССР 5 по заявке 9 2370233, кл. С 22 С 21/16, 1976.