RU2726520C1 - Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system - Google Patents
Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726520C1 RU2726520C1 RU2019127818A RU2019127818A RU2726520C1 RU 2726520 C1 RU2726520 C1 RU 2726520C1 RU 2019127818 A RU2019127818 A RU 2019127818A RU 2019127818 A RU2019127818 A RU 2019127818A RU 2726520 C1 RU2726520 C1 RU 2726520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- aluminum
- strength
- scandium
- zirconium
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 7
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 5
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 abstract 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 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
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии легких сплавов и, в частности, алюминиевых сплавов, предназначенных для изготовления деформированных полуфабрикатов в виде плит, листов, штамповок, профилей для использования в изделиях авиакосмической отрасли.The present invention relates to the field of metallurgy of light alloys and, in particular, aluminum alloys, intended for the manufacture of deformed semi-finished products in the form of plates, sheets, stampings, profiles for use in products of the aerospace industry.
Известен термически не упрочняемый сплав марки АМг5 химического состава, мас % (Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. ГОСТ 4784-97).Known thermally not hardened alloy brand AMg5 chemical composition, wt% (Aluminum and wrought aluminum alloys. Grades. GOST 4784-97).
Сплав АМг5 обладает хорошей коррозионной стойкостью, прекрасно сваривается, пластичен. Недостатками данного сплава являются - низкие прочностные характеристики сплава, в особенности предел текучести.Alloy AMg5 has good corrosion resistance, excellent weldability and ductility. The disadvantages of this alloy are - low strength characteristics of the alloy, especially the yield stress.
Известен алюминиевый сплав типа 1570С следующего химического состава, мас. % (Патент на изобретение №2233345. Заявка №2003100484. Приоритет изобретения 13 января 2003 г. Зарегистрировано 27 июля 2004 г. ), выбранный за прототип.Known aluminum alloy type 1570C of the following chemical composition, wt. % (Patent for invention №2233345. Application №2003100484. Priority of the invention January 13, 2003 Registered July 27, 2004), selected for the prototype.
Известный сплав обладает высокой коррозионной стойкостью, прекрасно сваривается, прочностные характеристики значительно выше, чем у сплава АМг5, предел текучести выше почти в два раза. Характеристики трещиностойкости весьма высокие. Однако известный сплав, как и другие сплавы системы Al-Mg, характеризуются низкой теплопрочностью. С повышением температуры прочностные характеристики быстро снижаются, быстрее, чем прочностные характеристики алюминиевых сплавов других систем. Известный сплав имеет низкие значения предела длительной прочности и ползучести при температурах свыше 70°С поэтому максимально допустимая рабочая температура этого сплава системы Al-Mg-Sc - 70°С что существенно ограничивает область его применения.The known alloy has high corrosion resistance, excellent weldability, strength characteristics are much higher than that of AMg5 alloy, yield strength is almost twice as high. The crack resistance characteristics are very high. However, the known alloy, like other alloys of the Al-Mg system, is characterized by low thermal strength. With an increase in temperature, the strength characteristics rapidly decrease, faster than the strength characteristics of aluminum alloys of other systems. The known alloy has low values of the long-term strength and creep at temperatures above 70 ° C; therefore, the maximum permissible operating temperature of this alloy of the Al-Mg-Sc system is 70 ° C, which significantly limits the scope of its application.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание сплава на основе алюминия системы Al-Mg-, обладающего более высокими свойствами при повышенных (свыше 70°С) температурах.The technical objective of the claimed invention is the creation of an aluminum-based alloy of the Al-Mg- system, which has higher properties at elevated (over 70 ° C) temperatures.
Техническим результатом изобретения является повышение кратковременной прочности при повышенных температурах и предела длительной прочности и ползучести при температурах свыше 70°С.The technical result of the invention is to increase the short-term strength at elevated temperatures and the long-term strength and creep limit at temperatures above 70 ° C.
Технический результат достигается тем, что предлагается сплав на основе системы Al-Mg следующего химического состава, мас. %.The technical result is achieved by the proposed alloy based on the Al-Mg system of the following chemical composition, wt. %.
Предлагаемый сплав сохраняет все достоинства известного сплава (высокая коррозионная стойкость и трещиностойкость, прекрасная свариваемость, высокие прочностные характеристики), но вместе с тем предлагаемый сплав характеризуется более высокой теплопрочностью. Изделия из предлагаемого сплава могут работать кратковременно при температуре до 150°С и длительно до 100°С.The proposed alloy retains all the advantages of the known alloy (high corrosion resistance and crack resistance, excellent weldability, high strength characteristics), but at the same time the proposed alloy is characterized by a higher thermal strength. Products from the proposed alloy can work for a short time at temperatures up to 150 ° C and for a long time up to 100 ° C.
Причина повышенной теплопрочности алюминиевых сплавов Al-Mg с добавками Er\Yb\Hf по сравнению с аналогичным сплавом, но без Er\Yb\Hf заключается, в образовании при распаде твердого раствора вторичных сложных частиц Al3(Zr,Sc,Hf,Er) с упорядоченной и термически стабильной структурой. Частицы имеют форму близкую к сферической, в центре которых в виде ядра концентрируются атомы Er(Hf,Yb), ядро покрыто внутренней оболочкой из атомов скандия и снаружи частицы покрыты внешней устойчивой оболочкой из атомов циркония. Такие частицы повышают прочностные характеристики при комнатной температуре, повышают температуру рекристаллизации и, что очень важно, обеспечивают низкий темп снижения прочности сплава при повышении температуры и более высокие значения предела длительной прочности и ползучести.The reason for the increased thermal strength of Al-Mg aluminum alloys with Er \ Yb \ Hf additives in comparison with a similar alloy, but without Er \ Yb \ Hf, is the formation of secondary complex particles Al 3 (Zr, Sc, Hf, Er) during the decomposition of a solid solution with an ordered and thermally stable structure. The particles have a shape close to spherical, in the center of which Er (Hf, Yb) atoms are concentrated in the form of a nucleus, the core is covered with an inner shell of scandium atoms and outside the particles are covered with an outer stable shell of zirconium atoms. Such particles increase the strength characteristics at room temperature, increase the recrystallization temperature and, which is very important, provide a low rate of decrease in the strength of the alloy with increasing temperature and higher values of the ultimate strength and creep.
Примеры осуществления изобретения.Examples of implementation of the invention.
С использованием алюминия марок А85 и А95, магния марки Мг90, а также лигатур алюминия со скандием, цирконием, гафнием, эрбием, иттербием и другими элементами отливали слитки размером 40×250×300 мм из сплава АМг5 - известного сплава, принятого за прототип и предлагаемого сплава.Using aluminum grades A85 and A95, magnesium brand Mg90, as well as aluminum ligatures with scandium, zirconium, hafnium, erbium, ytterbium and other elements, ingots with a size of 40 × 250 × 300 mm were cast from the AMg5 alloy, a well-known alloy taken as a prototype and proposed alloy.
Химический состав сплавов приведен в таблице 1.The chemical composition of the alloys is shown in Table 1.
После механической отработки и гомогенизации при температуре 400°С с выдержкой 4 часа слитки прокатывали в горячую при температуре 370-380°С до толщины 5 мм, а затем проводили холодную прокатку на толщину 2 мм. Окончательный отжиг проводили при температуре 325°С в течение 30 минут с охлаждением после выдержки на воздухе. Испытания механических свойств проводили на поперечных образцах. Определяли кратковременные свойства при растяжении при комнатной температуре (20°С) и при температурах: 100°С, 150°С, 200°С, 300°С.After machining and homogenization at a temperature of 400 ° C with a holding time of 4 hours, the ingots were hot rolled at a temperature of 370-380 ° C to a thickness of 5 mm, and then cold rolling was carried out to a thickness of 2 mm. The final annealing was carried out at a temperature of 325 ° C for 30 minutes with cooling after exposure to air. Mechanical property tests were carried out on transverse specimens. Determined short-term tensile properties at room temperature (20 ° C) and at temperatures: 100 ° C, 150 ° C, 200 ° C, 300 ° C.
Кроме этого, определяли предел длительной прочности и предел ползучести при температурах: 50°С, 100°С, 150°С. Результаты испытаний приведены в таблицах 2 и 3.In addition, the long-term strength and creep strength were determined at temperatures of 50 ° C, 100 ° C, 150 ° C. The test results are shown in Tables 2 and 3.
Из таблицы 2 видно, что предлагаемый сплав, начиная с температуры 150°С, имеет значительно большее (на 20-50%) значение прочностных свойств, чем прототип и сплав АМг5, сохраняя это преимущество до температуры испытания равной 300°С.Table 2 shows that the proposed alloy, starting from a temperature of 150 ° C, has a significantly greater (by 20-50%) value of strength properties than the prototype and AMg5 alloy, while maintaining this advantage up to a test temperature of 300 ° C.
Из таблицы 3 следует, что предел длительной прочности предлагаемого сплава при температурах: 50°С, 100°С и 150°С на 50-70% выше, чем у известного сплава, принятого за прототип. Причем с повышением температуры испытания преимущество предлагаемого сплава, по сравнению с известным, увеличивается. Аналогичным образом ведет себя и предел ползучести, который у предлагаемого сплава выше в 1,4-2,5 раза, чем у известного.From table 3 it follows that the long-term strength of the proposed alloy at temperatures: 50 ° C, 100 ° C and 150 ° C is 50-70% higher than that of the known alloy, taken as a prototype. Moreover, with an increase in the test temperature, the advantage of the proposed alloy, in comparison with the known one, increases. The creep limit behaves in a similar way, which for the proposed alloy is 1.4-2.5 times higher than that of the known one.
Таким образом, полученные данные позволяют установить рабочую температуру для предлагаемого сплава на уровне 150°С, что в два раза выше, чем у известного.Thus, the data obtained make it possible to set the operating temperature for the proposed alloy at 150 ° C, which is two times higher than that of the known one.
Повышение рабочей температуры позволит значительно расширить области применения сплава, повысить ресурс и надежность работы изделий и снизить их вес на 15-20%.Increasing the operating temperature will significantly expand the scope of the alloy, increase the resource and reliability of the products and reduce their weight by 15-20%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127818A RU2726520C1 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127818A RU2726520C1 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2726520C1 true RU2726520C1 (en) | 2020-07-14 |
Family
ID=71616447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019127818A RU2726520C1 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2726520C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743079C1 (en) * | 2020-09-22 | 2021-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Wrought aluminum alloy based on the al-mg-sc-zr system with er and yb additives (options) |
| WO2024117936A1 (en) | 2022-12-02 | 2024-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy |
| RU2837062C1 (en) * | 2024-09-24 | 2025-03-25 | Акционерное общество "Самарский металлургический завод" | Alloy based on aluminium-magnesium-manganese system and articles from this alloy |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2233345C1 (en) * | 2003-01-13 | 2004-07-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy |
| RU2277603C2 (en) * | 2000-12-21 | 2006-06-10 | Еадс Дойчланд Гмбх. | Non-aging aluminum alloy as semifinished product for making constructions |
| RU2431692C1 (en) * | 2010-06-18 | 2011-10-20 | Закрытое акционерное общество "Алкоа Металлург Рус" | Alloy on base of aluminium and item of this alloy |
| ES2684614T3 (en) * | 2016-04-19 | 2018-10-03 | Rheinfelden Alloys Gmbh & Co. Kg | Alloy for pressure molding |
-
2019
- 2019-09-03 RU RU2019127818A patent/RU2726520C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2277603C2 (en) * | 2000-12-21 | 2006-06-10 | Еадс Дойчланд Гмбх. | Non-aging aluminum alloy as semifinished product for making constructions |
| RU2233345C1 (en) * | 2003-01-13 | 2004-07-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy |
| RU2431692C1 (en) * | 2010-06-18 | 2011-10-20 | Закрытое акционерное общество "Алкоа Металлург Рус" | Alloy on base of aluminium and item of this alloy |
| ES2684614T3 (en) * | 2016-04-19 | 2018-10-03 | Rheinfelden Alloys Gmbh & Co. Kg | Alloy for pressure molding |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743079C1 (en) * | 2020-09-22 | 2021-02-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Wrought aluminum alloy based on the al-mg-sc-zr system with er and yb additives (options) |
| WO2024117936A1 (en) | 2022-12-02 | 2024-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy |
| EP4628610A1 (en) | 2022-12-02 | 2025-10-08 | Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'Yu "Institut Legkikh Materialov I Tekhnologij" | Aluminium-based alloy |
| RU2837062C1 (en) * | 2024-09-24 | 2025-03-25 | Акционерное общество "Самарский металлургический завод" | Alloy based on aluminium-magnesium-manganese system and articles from this alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5059003B2 (en) | High strength weldable Al-Mg alloy | |
| RU2109835C1 (en) | Low-density aluminum-based alloy and material of manufacturing product therefrom | |
| JP4954369B2 (en) | Method for producing aluminum-magnesium-lithium alloy product | |
| RU2180930C1 (en) | Aluminum-based alloy and method of manufacturing intermediate products from this alloy | |
| JP7223121B2 (en) | High-strength fastener material by forged titanium alloy and its manufacturing method | |
| US11306379B2 (en) | Thick products made of 7XXX alloy and manufacturing process | |
| RU2757280C1 (en) | Method for manufacturing plate product made of aluminum alloy of 7xxx series, which has improved fatigue resistance | |
| RU2726520C1 (en) | Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system | |
| KR20220084288A (en) | Aluminum alloy precision plate | |
| JP2017043802A (en) | Aluminum alloy extrusion material and manufacturing method therefor | |
| RU2743079C1 (en) | Wrought aluminum alloy based on the al-mg-sc-zr system with er and yb additives (options) | |
| JP2023533152A (en) | Use of products made of high-temperature high-performance aluminum-copper-magnesium alloy | |
| MX2012014123A (en) | Castable heat resistant aluminium alloy. | |
| RU2669957C1 (en) | Method for production of deformed semi-finished products of aluminium-based alloy | |
| RU2558806C1 (en) | Aluminium-based heat-resistant alloy | |
| JP2024505008A (en) | New 6xxx aluminum alloy | |
| JP2015052131A (en) | Aluminum alloy material and manufacturing method thereof | |
| JP2013053361A (en) | Aluminum alloy for flying body excellent in heat-resistant strength | |
| RU2639903C2 (en) | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy | |
| RU2416657C1 (en) | Deformed, not thermally hardenable alloy on base of aluminium | |
| WO2020204752A1 (en) | Aluminium casting alloy | |
| RU2659546C1 (en) | Thermal resistant alloy on aluminum basis | |
| RU2699422C1 (en) | Deformed aluminum-calcium alloy | |
| RU2590403C1 (en) | Aluminium-based alloy, and method for production of deformed semi-finished products thereof | |
| RU2599590C1 (en) | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20210701 |