RU2647070C2 - Aluminium alloy - Google Patents
Aluminium alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647070C2 RU2647070C2 RU2016127028A RU2016127028A RU2647070C2 RU 2647070 C2 RU2647070 C2 RU 2647070C2 RU 2016127028 A RU2016127028 A RU 2016127028A RU 2016127028 A RU2016127028 A RU 2016127028A RU 2647070 C2 RU2647070 C2 RU 2647070C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- aluminum
- alloys
- copper
- molybdenum
- Prior art date
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 12
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 49
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229910000551 Silumin Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
- 229910018464 Al—Mg—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018594 Si-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008465 Si—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, и может быть использовано для изготовления высоконагруженных паяных конструкций.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to deformable aluminum-based alloys, and can be used for the manufacture of highly loaded brazed structures.
На сегодняшний день для изготовления паяных конструкций различного назначения наибольшее распространение среди деформированных сплавов находят сплавы системы Al-Mn-Fe (типа АМц, ГОСТ 4784-97). Сплавы этой группы характеризуются высокой технологичностью при литье, деформационной обработке, отличаются высокой коррозионной стойкостью и теплопроводностью. Однако типичный уровень их прочностных свойств в отожженном состоянии обычно не превышает 150 МПа, что ограничивает использование в высоконагруженных конструкциях.To date, for the manufacture of soldered structures for various purposes, the most common among deformed alloys are alloys of the Al-Mn-Fe system (type AMts, GOST 4784-97). Alloys of this group are characterized by high manufacturability during casting, deformation processing, and are characterized by high corrosion resistance and thermal conductivity. However, the typical level of their strength properties in the annealed state usually does not exceed 150 MPa, which limits their use in highly loaded structures.
Относительно широкое применение в паяных конструкциях также находят более прочные термически упрочняемые сплавы системы Al-Mg-Si (типа АД31, ГОСТ 4784-97). Сплавы типа АД31 по своим технологическим свойствам аналогичны сплавам системы Al-Mn-Fe, однако уровень их прочностных свойств обычно не превышает 240 МПа, что также ограничивает их использование для высоконагруженных конструкций. Кроме этого низкая температура солидус сплава (не превышающая 595°С) приводит к необходимости проведения процесса высокотемпературной пайки на предельных режимах, характерных для минимального значения температуры плавления припоя, что может привести к неполному расплавлению припоя и, как следствие, к некачественному формированию соединения.Relatively wide application in soldered structures also find more durable thermally hardened alloys of the Al-Mg-Si system (type AD31, GOST 4784-97). Alloys of type AD31 in their technological properties are similar to alloys of the Al-Mn-Fe system, however, the level of their strength properties usually does not exceed 240 MPa, which also limits their use for highly loaded structures. In addition, the low solidus temperature of the alloy (not exceeding 595 ° C) makes it necessary to carry out the high-temperature brazing process at extreme conditions typical of the minimum melting point of the solder, which can lead to incomplete melting of the solder and, as a result, to poor-quality formation of the compound.
Известен коррозионностойкий алюминиевый сплав, содержащий (в масс. %): 0,6÷1,15 Si, 0,6÷1,0 Cu, 0,8÷1,2 Mg, 0,55÷0,86 Zn, до 0,1 Mn, 0,2÷0,3 Cr, остальное - алюминий (патент США №6537392). Сплав характеризуется высоким уровнем прочностных свойств. Недостатком данного сплава является низкая прокаливаемость при воздушном охлаждении, что затрудняет его использование для получения паяных конструкций, а также относительно низкий солидус, значения которого в некоторых случаях не превышают 560°C.Known corrosion-resistant aluminum alloy containing (in wt.%): 0.6 ÷ 1.15 Si, 0.6 ÷ 1.0 Cu, 0.8 ÷ 1.2 Mg, 0.55 ÷ 0.86 Zn, 0.1 Mn, 0.2 ÷ 0.3 Cr, the rest is aluminum (US patent No. 6537392). The alloy is characterized by a high level of strength properties. The disadvantage of this alloy is the low hardenability during air cooling, which makes it difficult to use it to obtain soldered structures, as well as the relatively low solidus, the values of which in some cases do not exceed 560 ° C.
Более высокие прочностные свойства по сравнению со сплавами типа АМц и АД31 могут быть реализованы на термически упрочняемых сплавах системы Al-Mg-Si-Cu. Известен промышленный алюминиевый сплав АД33 (ГОСТ 4784-97), содержащий (в масс. %): 0,4÷1,8 Si, 0,7 Fe, 0,15÷0,4 Cu, 0,8÷1,2 Mg, 0,15 Mn, 0,25 Zn, 0,04÷0,35 Cr, 0,15 Ti, остальное - алюминий. Данный сплав взят за прототип. Сплав характеризуется высоким уровнем прочностных свойств, и в состоянии после искусственного старения (Т1) значения временного сопротивления разрыву составляют не менее 300 МПа. Среди недостатков данного сплава следует отметить низкий солидус при содержании легирующих элементов на верхнем пределе концентрационного диапазона, а также применение обязательной операции по закалке в воду для получения высоких механических свойств.Higher strength properties in comparison with alloys of the AMts and AD31 types can be realized on thermally hardened alloys of the Al-Mg-Si-Cu system. Known industrial aluminum alloy AD33 (GOST 4784-97), containing (in wt.%): 0.4 ÷ 1.8 Si, 0.7 Fe, 0.15 ÷ 0.4 Cu, 0.8 ÷ 1.2 Mg, 0.15 Mn, 0.25 Zn, 0.04 ÷ 0.35 Cr, 0.15 Ti, the rest is aluminum. This alloy is taken as a prototype. The alloy is characterized by a high level of strength properties, and in the state after artificial aging (T1), the values of temporary tensile strength are at least 300 MPa. Among the disadvantages of this alloy, it is worth noting the low solidus with the content of alloying elements at the upper limit of the concentration range, as well as the use of mandatory quenching operations in water to obtain high mechanical properties.
Задачами изобретения являются создание деформируемого алюминиевого сплава с повышенным уровнем прочностных свойств для использования в высоконагруженных паяных конструкциях, а также расширение номенклатуры применяемых паяных конструкций.The objectives of the invention are the creation of a deformable aluminum alloy with a high level of strength properties for use in highly loaded brazed structures, as well as expanding the range of applied brazed structures.
Техническими результатами являются повышение прочности (не ниже 300 МПа) паяных конструкций и заготовок, а также увеличение срока службы изделий.Technical results include increasing the strength (not lower than 300 MPa) of brazed structures and preforms, as well as increasing the service life of products.
Указанные технические результаты достигаются тем, что предлагается алюминиевый сплав, содержащий кремний, магний, медь, хром, железо, цирконий, титан, молибден и алюминий, при следующем соотношении компонентов (масс. %): кремний 0,5÷0,8, магний 0,5÷0,9, медь 0,05÷0,3, хром 0,05÷0,2, железо 0,15÷0,25, титан 0,005÷0,02, цирконий 0,1÷0,2, молибден 0,05÷0,35, алюминий - остальное, при этом медь полностью связана во вторичные выделения фазы Al5Cu2Mg8Si6, температура солидуса материала составляет не менее 600°C.These technical results are achieved by the fact that it is proposed an aluminum alloy containing silicon, magnesium, copper, chromium, iron, zirconium, titanium, molybdenum and aluminum, with the following ratio of components (wt.%): Silicon 0.5 ÷ 0.8, magnesium 0.5 ÷ 0.9, copper 0.05 ÷ 0.3, chromium 0.05 ÷ 0.2, iron 0.15 ÷ 0.25, titanium 0.005 ÷ 0.02, zirconium 0.1 ÷ 0.2 , molybdenum 0.05 ÷ 0.35, aluminum - the rest, while copper is completely connected to the secondary precipitates of the Al 5 Cu 2 Mg 8 Si 6 phase, the solidus temperature of the material is at least 600 ° C.
При этом суммарное содержание кремния и магния в сплаве может быть не более 1,5 масс. %, а также суммарное содержание титана, хрома и циркония может быть не более 0,25 масс. %.Moreover, the total content of silicon and magnesium in the alloy can be no more than 1.5 mass. %, as well as the total content of titanium, chromium and zirconium can be no more than 0.25 mass. %
Сплав также может дополнительно содержать кобальт, при этом суммарное содержание кобальта и молибдена должно быть не более 0,35 масс. %.The alloy may also optionally contain cobalt, while the total content of cobalt and molybdenum should be no more than 0.35 mass. %
Основными легирующими элементами предлагаемого сплава являются кремний и магний. Эти легирующие элементы в заявляемых количествах необходимы для образования вторичных выделений метастабильных фаз Mg2Si. При меньших концентрациях магния и кремния количество вторичных выделений будет недостаточным для достижения требуемой прочности, а при больших количествах будут понижены технологичность, снижен солидус сплава. Основной эффект влияния этих элементов обусловлен их растворением в алюминиевом растворе при нагреве под закалку и выделением в виде вторичных выделений метастабильных фаз β' и β'' при последующем старении.The main alloying elements of the proposed alloy are silicon and magnesium. These alloying elements in the claimed amounts are necessary for the formation of secondary precipitates of metastable phases of Mg 2 Si. At lower concentrations of magnesium and silicon, the amount of secondary precipitates will not be sufficient to achieve the required strength, and with large quantities manufacturability will be reduced, the solidus of the alloy will be reduced. The main effect of the influence of these elements is due to their dissolution in an aluminum solution upon heating under quenching and the release of metastable phases β 'and β''in the form of secondary precipitates during subsequent aging.
Добавки меди необходимы для повышения эффекта дисперсионного твердения (за счет образования метастабильных модификаций Q-фазы Al5Cu2Mg8Si6). При содержании меди выше верхнего предела будут существенно снижаться технологичность при деформационной и термической обработке, солидус сплава, а сам сплав будет характеризоваться пониженными значениями коррозионной стойкости. При меньших концентрациях меди количество вторичных выделений Q-фазы Al5Cu2Mg8Si6 будет недостаточным для достижения требуемого уровня прочностных свойств.Copper additives are necessary to increase the effect of dispersion hardening (due to the formation of metastable modifications of the Q phase of Al 5 Cu 2 Mg 8 Si 6 ). When the copper content is above the upper limit, processability during deformation and heat treatment, solidus of the alloy will significantly decrease, and the alloy itself will be characterized by lower values of corrosion resistance. At lower copper concentrations, the amount of secondary precipitates of the Q phase of Al 5 Cu 2 Mg 8 Si 6 will be insufficient to achieve the required level of strength properties.
Добавки титана в предлагаемый сплав служат в качестве модификаторов зерна алюминиевого раствора (в виде частиц Al3Ti), улучшающих технологичность сплава при литье, в частности, за счет уменьшения склонности к образованию горячих трещин. При больших количествах титана в сплаве имеется опасность появления конгломератов, способных ухудшить технологичность при деформации и общий уровень прочностных свойств.Additives of titanium in the proposed alloy serve as modifiers of the grain of the aluminum solution (in the form of Al 3 Ti particles), which improve the processability of the alloy during casting, in particular by reducing the tendency to form hot cracks. With large amounts of titanium in the alloy, there is a risk of conglomerates that can degrade processability during deformation and the general level of strength properties.
Цирконий в заявляемых количествах необходим для сохранения деформационного упрочнения при высокотемпературном нагреве. Эффект достигается за счет образования наночастиц фазы Al3(Zr) (кристаллическая решетка L12), имеющих средний размер не более 20 нм. При меньших концентрациях количество последних будет недостаточным для сохранения требуемой прочности, а при больших количествах имеется опасность появления первичных кристаллов (кристаллическая решетка D023), что негативно сказывается на механических свойствах и технологичности.Zirconium in the claimed amounts is necessary to maintain strain hardening during high-temperature heating. The effect is achieved due to the formation of nanoparticles of the Al 3 (Zr) phase (crystal lattice L1 2 ) having an average size of not more than 20 nm. At lower concentrations, the amount of the latter will be insufficient to maintain the required strength, and at large quantities there is a danger of the appearance of primary crystals (crystal lattice D0 23 ), which negatively affects the mechanical properties and manufacturability.
Железо в общем виде является вредной примесью в алюминиевых сплавах. В связи с этим для недопущения вредного влияния (прежде всего на структуру и, как следствие, на механические свойства) этого элемента верхний уровень ограничен. Нижняя граница обоснована положительным влиянием этого элемента на технологичность при литье полунепрерывным способом с использованием графитовых кристаллизаторов. При этом, при совместном введении железо и кремний в заявляемых количествах необходимы для образования эвтектических включений (в частности, фазы Al8FeSi), способствующих более равномерной деформации в микрообъемах в процессе обработки давлением. Наличие этих элементов положительно сказывается на формировании окончательной структуры.Iron in general is a harmful impurity in aluminum alloys. In this regard, to prevent harmful effects (primarily on the structure and, as a consequence, on the mechanical properties) of this element, the upper level is limited. The lower boundary is justified by the positive influence of this element on manufacturability when casting in a semi-continuous method using graphite crystallizers. Moreover, with the joint introduction of iron and silicon in the claimed amounts, they are necessary for the formation of eutectic inclusions (in particular, the Al 8 FeSi phase), which contribute to more uniform deformation in microvolumes during pressure treatment. The presence of these elements has a positive effect on the formation of the final structure.
Хром в заявленных количествах формирует дисперсоиды фазы Al7Cr, которые также положительно сказываются на сохранении деформационного упрочнения при повышенных температурах, в частности при высокотемпературной пайке.Chromium in the declared amounts forms Al 7 Cr phase dispersoids, which also have a positive effect on the preservation of strain hardening at elevated temperatures, in particular during high-temperature soldering.
Добавки кобальта и молибдена улучшают прокаливаемость алюминиевого сплава, стабилизируя твердый раствор при высоких температурах. В результате при воздействии термического цикла пайки данные компоненты позволяют замедлить распад твердого раствора и повысить механические свойства паяной конструкции. Исходя из крайне ограниченной растворимости данных компонентов в алюминии, их суммарное содержание в сплаве должно быть ограничено 0,35 масс. %. При большем процентном содержании кобальт и молибден могут вступать во взаимодействие с другими компонентами припоя с образованием грубых интерметаллидных фаз. При содержании в сплаве в количестве, меньшем 0,05 масс. %, данные элементы не оказывают существенного воздействия на структуру материала.Additives of cobalt and molybdenum improve the hardenability of the aluminum alloy, stabilizing the solid solution at high temperatures. As a result, when exposed to the thermal soldering cycle, these components can slow down the decomposition of the solid solution and increase the mechanical properties of the soldered structure. Based on the extremely limited solubility of these components in aluminum, their total content in the alloy should be limited to 0.35 mass. % At a higher percentage, cobalt and molybdenum can interact with other components of the solder with the formation of coarse intermetallic phases. When the content in the alloy in an amount less than 0.05 mass. %, these elements do not significantly affect the structure of the material.
В настоящее время для изготовления высоконагруженных конструкций из алюминиевых сплавов наиболее широкое распространение получает высокотемпературная пайка, которая позволяет обеспечивать получение достаточно протяженных соединений за один цикл нагрева. Вместе с этим получение паяных конструкций с высокими прочностными и коррозионными свойствами осложняется необходимостью применения припоев на основе эвтектического силумина, обладающего температурой плавления около 580°C. В связи с этим, температура пайки такими припоями должна составлять выше 600°C, и температура солидус должна быть также выше 600°C. Применение сплавов с температурой солидус ниже 600°C при пайке припоями на основе силумина приведет к оплавлению границ зерен в структуре сплава и появлению дефекта типа пережог, который может в существенной степени снижать механические свойства сплава и, в особенности, пластичность. Для прогнозирования температурных характеристик на стадии подготовки к выпуску полуфабрикатов сплава с помощью математических комплексов производится расчет температуры солидус, на основании которого утверждается окончательный состав сплава.At present, for the manufacture of highly loaded structures from aluminum alloys, the most widespread use is high-temperature brazing, which allows us to obtain sufficiently extended joints in one heating cycle. At the same time, obtaining soldered structures with high strength and corrosion properties is complicated by the need to use solders based on eutectic silumin having a melting point of about 580 ° C. In this regard, the temperature of soldering with such solders should be above 600 ° C, and the solidus temperature should also be above 600 ° C. The use of alloys with a solidus temperature below 600 ° C when brazing with silumin-based solders will lead to the melting of grain boundaries in the alloy structure and the appearance of a burn-out defect, which can significantly reduce the mechanical properties of the alloy and, in particular, ductility. To predict the temperature characteristics at the stage of preparation for the production of semi-finished alloys using mathematical complexes, the temperature of solidus is calculated, based on which the final composition of the alloy is approved.
Пример 1Example 1
В соответствии с предложенным концентрационным диапазоном легирующих элементов были приготовлены 4 сплава. Составы сплавов, температуры солидуса приведены в табл. 1. Изготовление сплавов осуществлялось путем добавления в расплав двойных и тройных лигатур с основными легирующими компонентами. Сечение полученной заготовки составляло 120×40 мм. Состав сплава заявляемого материала соответствовал составам №2 и 3 в табл. 1. Содержание кобальта и молибдена контролировали по составу шихты, остальных элементов - с использованием эмиссионного спектрометра ARL4460. Значения температуры солидуса (Tsol) для каждого состава рассчитывали с использованием программы Thermo-Calc (база данных TTAL5).In accordance with the proposed concentration range of alloying elements, 4 alloys were prepared. The compositions of the alloys, solidus temperatures are given in table. 1. The manufacture of alloys was carried out by adding double and triple ligatures with the main alloying components to the melt. The cross section of the obtained preform was 120 × 40 mm. The alloy composition of the claimed material corresponded to compositions No. 2 and 3 in the table. 1. The content of cobalt and molybdenum was controlled by the composition of the charge, the remaining elements using an ARL4460 emission spectrometer. The solidus temperature (T sol ) for each composition was calculated using the Thermo-Calc program (TTAL5 database).
Как следует из табл. 1, предлагаемые сплавы (составы №2 и 3) характеризуются допустимыми значениями температуры солидус (не ниже 600°C). Сплавы №1 и №4 имеют расчетное значение температуры солидус ниже требуемого.As follows from the table. 1, the proposed alloys (compositions No. 2 and 3) are characterized by permissible solidus temperatures (not lower than 600 ° C). Alloys No. 1 and No. 4 have an estimated solidus temperature below the required value.
По расчетному фазовому составу сплавов (см. табл. 2) было определено, что в сплаве №1 будут наблюдаться выделения отдельной фазы Al2Cu, что может являться причиной снижения коррозионной стойкости.According to the calculated phase composition of the alloys (see Table 2), it was determined that in alloy No. 1, precipitations of a separate Al 2 Cu phase will be observed, which may cause a decrease in corrosion resistance.
Пример 2Example 2
Из полученных слитков были изготовлены листы для определения механических свойств. Для этого слитки сплава составов №2 и 3 (табл. 1) подвергались обработке по следующей схеме:Sheets were made from the obtained ingots to determine the mechanical properties. For this, the alloy ingots of compositions No. 2 and 3 (table. 1) were processed according to the following scheme:
а) гомогенизация слитков;a) homogenization of ingots;
б) прокатка (включая горячую и последующую холодную прокатку) до толщины 3÷5 мм;b) rolling (including hot and subsequent cold rolling) to a thickness of 3 ÷ 5 mm;
в) термическая обработка полученных листов по режиму Т1. c) heat treatment of the obtained sheets according to the T1 mode.
Одновременно с данными сплавами для проведения сравнительных исследований использовались промышленно выпускаемые листы сплава АД33 (прототип) толщиной 3 мм.Simultaneously with these alloys, for comparative studies, industrially produced sheets of AD33 alloy (prototype) 3 mm thick were used.
Из листов исследуемых сплавов на фрезерном станке вырезались образцы для проведения механических испытаний. Испытания на механические свойства проводились на испытательной машине марки Instron. Результаты испытаний представлены в табл. 3 (представлены средние значения испытаний 5-ти образцов).Samples for mechanical testing were cut from sheets of the studied alloys on a milling machine. Tests for mechanical properties were carried out on an Instron brand test machine. The test results are presented in table. 3 (presents the average test values of 5 samples).
* Примечание: номер состава сплава по табл. 1* Note: the composition number of the alloy according to the table. one
Пример 3Example 3
Методом полунепрерывного литья на лабораторной установке был получен слиток следующего состава (в масс. %): 0,5 кремния, 0,85 магния, 0,2 меди, 0,1 хрома, 0,18 железа, 0,025 титана, 0,1 циркония, 0,15 молибдена, остальное - алюминий. После этого производилась разрезка слитка на плоские заготовки и их последующая прокатка до толщины 5 мм. После этого проводилась стандартная термообоработка полученных листов (закалка, искусственное старение). Из полученных листов на фрезерном станке вырезались образцы для проведения механических испытаний.The following composition (in wt.%) Was obtained by semi-continuous casting in a laboratory setup: 0.5 silicon, 0.85 magnesium, 0.2 copper, 0.1 chromium, 0.18 iron, 0.025 titanium, 0.1 zirconium , 0.15 molybdenum, the rest is aluminum. After this, the ingot was cut into flat billets and then rolled to a thickness of 5 mm. After that, the standard heat treatment of the obtained sheets was carried out (hardening, artificial aging). Samples for mechanical testing were cut from the sheets obtained on a milling machine.
Испытания на механические свойства проводились на испытательной машине марки Instron. Результаты испытаний показали, что предел прочности при растяжении составляет 310 МПа, условный предел текучести 269 МПа, относительное удлинение составляет 8,6%.Tests for mechanical properties were carried out on an Instron brand test machine. The test results showed that the tensile strength is 310 MPa, the conditional yield strength is 269 MPa, the elongation is 8.6%.
Пример 4Example 4
Для проведения исследований возможности получения паяных конструкций из предлагаемых сплавов был выбран сплав №2 (табл. 1), имеющий наибольшую температуру солидус. Из листов толщиной 3 мм были получены 10 плоских образцов размером 40×100 мм. Пайка образцов осуществлялась внахлест в воздушной печи при температуре 595±5°C, время выдержки 5 мин с использованием флюса ФПА-1. После пайки проводилось исследование механических свойств образцов на разрыв на испытательной машине марки Instron. В результате испытания 5-ти спаянных образцов было установлено, что среднее значение механической прочности составляет 304 МПа, а условный предел текучести - 275 МПа.To conduct research on the possibility of obtaining soldered structures from the proposed alloys, alloy No. 2 was selected (Table 1), which has the highest solidus temperature. From the sheets with a thickness of 3 mm, 10 flat samples 40 × 100 mm in size were obtained. The soldering of the samples was carried out with an overlap in an air furnace at a temperature of 595 ± 5 ° C, the exposure time was 5 min using FPA-1 flux. After soldering, a study was made of the mechanical properties of the tensile samples on an Instron brand testing machine. As a result of testing 5 soldered samples, it was found that the average value of mechanical strength is 304 MPa, and the conditional yield strength is 275 MPa.
Таким образом, было установлено, что предлагаемое изобретение позволяет обеспечить уровень прочности конструкции более 300 МПа.Thus, it was found that the invention allows to provide a level of structural strength of more than 300 MPa.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127028A RU2647070C2 (en) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | Aluminium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127028A RU2647070C2 (en) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | Aluminium alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2647070C2 true RU2647070C2 (en) | 2018-03-13 |
Family
ID=61629334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016127028A RU2647070C2 (en) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | Aluminium alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647070C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0228911A2 (en) * | 1986-01-02 | 1987-07-15 | Thomas Frank Beane | Method of suppressing the effects of static electricity in a tumble drier for textile goods |
| RU2221891C1 (en) * | 2002-04-23 | 2004-01-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Aluminum-based alloy, article made from such alloy and method of manufacture of such article |
| US20140356647A1 (en) * | 2011-11-02 | 2014-12-04 | Uacj Corporation | Aluminum alloy clad material for forming |
| US20150235729A1 (en) * | 2013-03-29 | 2015-08-20 | Furukawa Automotive Systems Inc. | Aluminum alloy wire rod, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy wire rod |
| US9263167B2 (en) * | 2013-03-29 | 2016-02-16 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy wire rod, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy wire rod |
-
2016
- 2016-07-06 RU RU2016127028A patent/RU2647070C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0228911A2 (en) * | 1986-01-02 | 1987-07-15 | Thomas Frank Beane | Method of suppressing the effects of static electricity in a tumble drier for textile goods |
| RU2221891C1 (en) * | 2002-04-23 | 2004-01-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Aluminum-based alloy, article made from such alloy and method of manufacture of such article |
| US20140356647A1 (en) * | 2011-11-02 | 2014-12-04 | Uacj Corporation | Aluminum alloy clad material for forming |
| US20150235729A1 (en) * | 2013-03-29 | 2015-08-20 | Furukawa Automotive Systems Inc. | Aluminum alloy wire rod, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy wire rod |
| US9263167B2 (en) * | 2013-03-29 | 2016-02-16 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy wire rod, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy wire rod |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016343539B2 (en) | Aluminum alloy | |
| JP6955483B2 (en) | High-strength aluminum alloy extruded material with excellent corrosion resistance and good hardenability and its manufacturing method | |
| US10315277B2 (en) | Aluminium alloy laminated plate | |
| KR101333915B1 (en) | Aluminum-zinc-magnesium-scandium alloys and methods of fabricating same | |
| JP2018197366A (en) | Aluminum alloy material | |
| WO2015060459A1 (en) | Magnesium alloy and method for producing same | |
| JP2013142168A (en) | Aluminum alloy excellent in creep resistance | |
| US11898232B2 (en) | High-strength alloy based on aluminium and method for producing articles therefrom | |
| JP4187018B2 (en) | Cast aluminum alloy with excellent relaxation resistance and heat treatment method | |
| JP6198479B2 (en) | Aluminum alloy forging for welded structural member and method for producing the same | |
| JP2024543100A (en) | A6xxx alloys for extrusion with improved properties and methods for making extruded products | |
| JP2009079271A (en) | Ca-containing Mg alloy rolled material | |
| JP4351609B2 (en) | Aluminum alloy, heat-resistant and high-strength aluminum alloy part, and manufacturing method thereof | |
| JP2004002987A (en) | Aluminum alloy material for forging superior in high-temperature property | |
| RU2647070C2 (en) | Aluminium alloy | |
| JP2022506542A (en) | 2XXX Aluminum Lithium Alloy | |
| RU2590403C1 (en) | Aluminium-based alloy, and method for production of deformed semi-finished products thereof | |
| RU2596535C2 (en) | Solder for soldering aluminium and alloys thereof | |
| JP4676906B2 (en) | Heat-resistant aluminum alloy for drawing | |
| RU2699422C1 (en) | Deformed aluminum-calcium alloy | |
| RU2731634C2 (en) | Method of producing deformed semi-finished products from secondary aluminium alloy | |
| JP5522692B2 (en) | High strength copper alloy forging | |
| CN107686914A (en) | A kind of zirconium and the high line aluminium alloy of silicon 6000 of strontium compound microalloyed high magnesium and preparation method thereof | |
| JP5257670B2 (en) | Method for producing aluminum alloy material excellent in creep resistance | |
| JP7126915B2 (en) | Aluminum alloy extruded material and its manufacturing method |