Способ получения сплавов на основе алюминия

-590.6,(54) СПОСОБ ПОЛУНОВЕ АЛЮМИНИЯ(57) Изобретениебам получения сплминия. Целью изоповышение прочно В НА ОС Ъф осудАРстввюцй номитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Алюминиевые сплавы. Пла литье алюминиевых сплавов . таллургия, 1970, с. 374-402Германн Э. Непрерывное ли Иеталлургиздат, 1961, с. 568Цветные металлы, У 8, 196 с. 81-86. относится к спосо"авов на основе алюретения являетсяти при комнатной . и повышенной температурах, а такжедлительной жаропрочности. К двойному сплаву алюминий-переходный металлы,. например Ег, добавляют третийпереходный металл, например А 1-Сг,причем соотношение Сг:Ег = (1,21,3) 1 Полученную смесь нагреваютдо получения однородного жидкогораствора, а затем перегревают на 100250 С выше температуры ликвидусасплава и выдерживают при этой температуре 3-6 ч. После этого расплавсначала охлаждают с температурыперегрева расплава до температурына 1-50 С ниже температуры солидусаданного сплава в безокислительнойсреде, а затем захристаллизовавшийсярасплаВ охлаждают в воде или навоздухе до комнатной температуры.1 табл, 1275913ИэОбретеиие ОтОсится к металлурГи 1 11 вете 1)ех металлов и сплавов р вчастности к технологии получения алюминиевых сплавов с высоким содержанием тугоплавкик переходных металлов, в частности хрома и циркония.Цель изобретения - повышение прочности при комнатной и повышеннойтемпературах, а также длительной жаропрочцости,Изобретение сос 1 оит в том, что кдвойному сплаву алюминий-переходныйметалл, образующий с алюминием диаг"рамму состояния перетектическоготипа, например, алюминий-хром, до,бавляот третий переходный металл,например, цирконий, также образующий с алюминием диаграмму состоянияперетектического типа, причем соотношение хрома,к цирконию должно составлять (1,2- 1,3): 1, Полученнуюсмесь нагревают до получения однородного жидкого раствора, а затемперегревают ца 100-250 С выше температуры ликвидуса сплава и выдерживают при этой температуре 3-6 ч. После этого, расплав сначала охлаждаотс температурьп перегрева расплава дотемпературы ца 1"50 С ниже температуры солидуса данного сплава в беэ"окислительцой среде, а затем эакристаллизовавшийсц расплав охлаждают вводе или на воздухе до комнатной тем"пературы. Проведенные исследования показали, что если к двойному сплаву алюминий- переходный металл, образующий с алюминием диаграмму состояния перетек" тического типа, например, алюминий О хром, добавить третий переходный металл, например, цирконий, также образующий с алюминием диаграмму состояния перетектического типа, то при всех исследованных скоростях охлаждеуия при кристаллизации от 10 до 10 "/с наблюдается дополнительное увеличение растворимости как крома, как и циркония в алюминий, по сравнению с двойными сплавами алюминий- хром и аюпоминий-цирконий. Причем наибольшая растворимость хрома и ццркония в алюминии наблюдается только .тогда, когда концентрация хрома . несколько превышает содержание цир- Ы кония в сплаве и их концентрации ца" ходятся в соотноше 1 еии равном (1,2- 1,3): 1. ПО 110 л 1 ительцОР уе 1 ел 11 фееие ра отцов римости хрома и циркоеия в ал;ииЦИИ ПРИ ИХ СОВМЕСТЕОМ ВВРДЕНИИ Ц сп 1 ан объясняется уменьшением интервала кристаллизации между поверхностями ликвидуса и солид рса в диаграмме состояния между двумя хцмичес" кими соединениями А 1,/г и А 7 Сг. Как показали исследования, при различных соотношениях хрома и циркоция в тройном сплаве наименьшая температура ликвидус в тройных сплавах наблеодается при отношение хрома к цирконию - (1,2-1,3):1 по массе.Приготовленную смесь компонентов церегревают на 100-250"С выше температуры со 1 идуса тройного сплава, Если температура перегрева меньше, чем 100 С, то в структуре отливок наблюдаются первичньее ицтерметаллы и эффект пересыщеция тугоплавкими переходными металлами алюминия снижается и це обеспечивается требуемый уровень прочностць 1 х свойств.Если перегрев превьппает 250 С, то расплав сильно цасьпцается газами, что приводит к падению про 111 остных свойств.После выдержки расплав вначале охлаждаЕат в интервале температур от температуры перегрева лдо температуры на 1-50"С ниже температуры солидуса сплава в безокислительцой среде.Если конечная температура быстрого охлаждения будет соответствовать температуре солидуса сплава или превышать его, то успеют пройти дифрузиоццые процессы и пересепе 1 ецньей твердый раствор переходных металлов в апюмцнии частично распадается, что приведет к снижению прочностных свойств.Охлаждение до температурь 1 ниже солидуса сплава, более чем на 50 С, потребует более высокой скорости охлаждения при кристалл 11 зжИи, чем достигаемая в имеющихся устройствах, Это потребует применять более сложные установки, которые ее преднаэна" чецы для промьппленцого 11 роизводства.Охлаждение расплава в безокнслительной среде, например, расплавленных солях, це приводит к образованию гидратировацной Окисной пленки на поверхности отливок (гранул).последующее охлаждение .юкреЕсталле 1 зовавшихся ОтлеЕдох (Гранул) яо комнатной температуря в ЛО 1 с цел нО духе127593 Температура ликвидуса сплавов всО зависимости от состава менялась в пределах 1020- 1030 С. В соответствии с предлагаемым способом сплавы в зависимости от состава перегревались на 100-250 С, то есть до температур от 1120 до 280 С. Перегретый расплав выдерживали при температуре от 3 до 6 часов и охлаждали с заданной скоростью с температуры нагрева до температуры на 1-50 С ниже темпераЗО туры солидуса данного сплава, Температура солидуса сплавов в зависимости от состава, колебалась в интервале 672-673 С.Из отливок, полученных по указан" ным режимам 9 горячим компактировани ем были изготовлены брикеты и затем отпрессовацы прутки диаметром 12 мм, На прутках были определець свойства при комнаткой и повышенной40Механические свойства прутков поли предлагаемому спо Результаты испытаний свойств прут- ков из сплавов системы А.-Сг-Ег при комнаткой и повышенных температурах, полученных по различных технологическим режимам, представлены в таблице,БомПР 39 М лан 99 ческие спа 9 стви, при, С ределдлитель ПределДН 99- тельпо Состонни имечание структ отлива предел.отнотеку" сити чести ное 99 0,2 удникгЬо фне ие6,предел ределрочости нте 9 пое прочности, кг /9 о 99 а 100 ч д 250,1 ОО,Г/9 ЕМф.2 11,0 . 1,2 60,8 11,Хороееекачестволоаерлнос ти Однород ныл тве дый рас 5,8 16,8,8 то ве хотя и приводит к образованию окисной пленки толщиной 10-20 л, цо це ухудоае 1 качество готовых цолуфабри" катов,Исследования провод 9 ци ца алюминиевых сплавах системы А-Сг-Ег.Отношение хрома к цнрконию в этих сплавах было выбрано цз расчета (1,2- 1,3) Сг ; 1 Ег,Были приготовлены следующие спла Л 1 - 3,07 Сг - 2,57. Ег ( - = 1,2)Сг ЛГ - 3,257 Сг - 2,57. Ег ( - = 193) 15СгЕг Л 1 " 3,127. Сг - 2,57. Ег ( - = 1,25)Сг Ег температурах, а также длительная жа"ропрочность,И р и м е р 1, Шихту сплава Л 13,07 Сг 2,57. Ег нагревали до 1120 оС,что на 100 С вьше температуры ликвн"дуса сплава (1020"С), выдержнвалцпри этой температуре 3 часа и охлаждали с этой теМпературы до 671 С,очто на 1 С ниже температуры солидусасплава (672 С) в расплаве солей, соскоростью Ч, - 32000 /с,а затем вхолодной воде.П р и м е р 2. Сплав А 1 - 3,253Сг:, 2,57. Ег нагревали до 1280 С,что на 250"С выше температуры ликвидуса сплава (1030 С), выдерживалипри этой температуре 6 часов и охолаждали с этой температуры до 623 С,что на 50 С ниже температуры солидуса сплава (673 С) в расплаве солей,со скоростью охлаждения Ч,= 650000 /с, а затем в холодной водеаП р и м е р 3. Сплав Л 1 3,127Сг 2,5 Х Ег нагревали до 1151 С, чтоца 125 С выше температуры ликвидусасплава ( 1026 С), вьдерживали прнэтой температуре ч ч и охлаждали сэтой температуры до температуры647 С, что на 25 С ниже температурысолцдуса сплава (672 С) и расплавесолей, со скоростью охлаждения Ч1275913 Продслжение таблнпьь Првфечеиие Неаеиичаские свойства при, С йомерпрпнфр Предел токииатруктурм П раделдлит альиой телькойпрочкости прочиостипри 250 Сее 00 ч6 250,преде текучестм 0, кг/ми едал пределпрочостиг/им6 пределтекучести,тиоительоедлиеиие,.Способ получения сплававе алюминия, включающий ввхрома и циркония в жидкий на осноениеюминий Составитель В, ЗадовскийРедактор Н. Тимонина ТехредЛ.Олейник Корректор Е СИРО ане Заказ 3088 Тираж НИИПИ Государственного по Делам изобретений 035, Москва, Ж, Рау 3 пПодписноекомитета СССРи открытийскан наб., д. 4 Пфои 9 графическ дприятие,.г. ужгород енно оектная,4 Как видно из реэультатов испыта"ний механиЧеских свойств прутков,приготовление сплава по предлагаемому способу обеспечивает на сплавеА 14 Сг-Ег повьппение прочностныхсвойств при комнатной температуре на10 кг/ммф, при 350 оС - на 4 кг/ммИ повьппение длительной прочности на0,5 кг/мм 2 бе 9 снижения пластическихарактеристик. с последующим охлаждением, о т л нч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения проччости при комнатной и повьппенной температурах, а также длительной жаропрочности, хром и. цирконий вводят в жидкий алюминий при соотношениях хрома и циркония в пределах (1,2"1,3):1 по массе, 9 атем жидкий расплав перегревают до 100- 250 С вьппе температуры ликвидусасплава, выдерживают при этой температуре 3-6 ч, охлаждают сначала в беэокислительной среде до температуры на 1-50 С ниже температуры солидуса данного сплава, а далее в воде или на . воэдухе,