Сплав на основе алюминия

"5 ЛИОТЕКА ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕН 0,0005 - 02; окись и/или нитрид циркония рид тугоплавкого пере по крайней мере, один пы, содержащей титан, кобальт, никель 0,1 - причем отношение цин 1 Я) - (0,5 - 0,6); а сум металлов находится в плавэ сле о =573-61.1 кг/ммг ог оединения = 43,6-471комитет Российской федерации тто патентам и товарным знакам(71) Всероссийский институт легких сплавов(73) Всероссийский институт легких сплавов(54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ(57) Изобретение относится к сплавам на основеалюминил, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала. Сущностьизобретения сплав содержит, мас.96 цинк 4.0 - 80;магний 20 - 5,0; цирконий 0,5 - 1 Я; бериллий люминия 0,01 - 0,5; оксид 0,01 - 0,1; оксид и/или нитходного металла 0,01 - 0,1,металл, выбранный из групхром, медь. церий, железо, 0,5; алюминий - остальное, ка к магнию составляет (1 - ма тугоплавких переходных пределах 1,0 - 20. Свойства е о:618-653 кг/мм .ь6=94-11.396; о. сварногоькг/мм 3 таблгПредлагаемое изобретение относится кпорошковой металлургии, в частности к разработке состава сплава на основе алюминияи предназначено для применения в качестве конструкционного материала. Известен сплав на основе алюминия,содержащий следующие компоненты, мэс,: Цинк 3,0-6,0 Магний 2,0-4,0 Цирконий 0,3- 1,2 Бериллий 0,01 - 0,2 Медь 0,05-0,2 Окиминия 0,2 - 1,0 по крайней мере, один металл, выбранный иэ группы, содержащей титан, марганец, Хром 0,05 - 1,0 Алюминий Остальное, Однако сплав обладает низкой прочностью при комнатной температуре, В качестве прототипа, наиболее близким по техническому решению и достигаемому эффекту выбран сплав, содержащийследующие компоненты, мас. : Цинк 4,0-8,0 Магний 2,0-5,0 Цирконий 0,5 - 1,2 Титан 0,05-0,3 Бериллий 0,0005-0,2 Окисьалюминия 0,01-0,5 Церий 0,01 - 0,3 по крайней мере, один металл, выбранный иэ гы, содержащей медь и хром 0,005-0,3 по крайней мере один металл, выбранный из группы, содержащей железо, никель 05-0,3 алюминия остальное, Обладая достаточно высокой прочностью г ри комнатной температуре и свэриваемостью, сплав резко раэупрочнялся приповышенных температурах 100-150"С, особенно при длительных нагревах 500 - 1000 ч. 4,0 - 8, 2,0-5,0 0,5 в 1,2 Предлагается сплав следующего состава;цинк, магний, цирконий, бериллий, окись алюминия и, по крайней мере, один металл. выбранный из группы, содержащей титан, хром, медь, церий, железо, кобальт, никель. дополнительно содержит оксид и/или нитрид циркония и оксид и/или нитрид тугоплавкого переходного металла, при следующем содержании компонентов,мас о ЦинкМагнийЦирконий Бериллий 0.0005-0,2Окись алюминия 0,01 - 0,5Оксид и/или нитрид циркония 0,01 - 0,1Оксид и/или нитрид туго 5 плавкого переходногометалла 0,01-0,1и, по крайней мере один, металл, выбранный из группы, содержащей титан,хром, медь, церий, железо, кобальт, никель0,1 - 0,5 алюминий - остальное,причем, отношение цинка к магнию составляет (1 - 1,2):(0,5-0,6), а сумма переходных металлов находится в пределах1,0-2,0 .Отличие предложенного сплава, от известного, заключается в том, что в сплавдополнительно введен оксид и/или нитридциркония и оксид и/или нитрид тугоплавкого переходного металла, при следующем содержании компонентов,мас.-,ь,Цинк 4,0-8,0Магний 2.0-5,0Цирконий 0,5 - 1,225 Бериллии 0,0005-0,2Окисьэлюминия 0.01 - 0,5Оксид и/или нитрид циркония 0,01 - 0,1Оксид и/или нитрид тугоплавкого переходного металла 0,01 - 0,1и. по крайней мере, один металл, выбранный из группы, содержащей титан,хром, медь, церий, железо, кобальт, никель0,1-0,5Алюминий остальное,причем, отношение цинка к магнию составляет (1-1,2):(0,5-0,6), а сумма переходных металлов находится в пределах1,0-2,0%. 40 Введение в сплав оксидов и/или нитридов тугоплавких металлов обеспечивает получение в структуре очень стабильных, не растворяемых в матрице интерметаллидных выделений, а литье сплава в виде порошка или гранул обеспечивает дисперсность и равномерность распределения этих интерметаллидных фаз в матрице сплава. Размер таких выделений составляет сотые доли микрометра, Наличие матрицы сплава с равномерно распределенными выделениями оксидов и/или нитридов тугоплавких металлов, которые являются стабильными и практически не коагулируют при нагревах, обеспечивающих тем самым повышенную стабильность свойств при длительных высокотемпературных нагревах.П р и м е р ы получения сплава, Сплавы,приведенные в табл. 1 отливали в виде гранул диаметром 1-2 мм, Гранулы после сушки засыпали в технологические стаканы и подвергали дегазации в вакууме при темпе2001153 Таблицэ 1 10 11 12 о.о,ов0.6 о,ов 0,55 О.О 5 0,25 ратуре от 300 до 450 С, для очистки поверхности гранул от газовых включений, Затем отвакууг 1 ированные гранулы продували кислородом и/или азотом, для образования оксидов и/или нитридов переходных металлов Затем не прореагировавший газ удаляли и гранулы подвергали компактированию на брикет до плотности 98-99,5;( Брикеты подвергали прессаванию на профильь.Сплав, взятый в качестве прототипа, отливали также в виде гранул диаметром 1-2 мм. Технология переработки гранул на профиль была аналогичной,В табл. 1 первые двенадцать составов сплавов отвечают предлагаемому. Сплавы 13 и 14 являются запредельными,Сплав 15 является прототипом,Результаты испытаний представлены в табл, 2,Анализируя данные, представленные в табл, 2, можно отметить, что пе прочностным характеристикам О, (предел прочности) и гте 2 (предел текучести) после длительных высокотемпературных нагревоо предлагаемый сплав существенно превосходит известный. Так, после нагрева при 135 С в 1 ечение 500 ч предел прочности и предел текучести предлагаемого сплава на 8-9 кг/мм и 7-8 кгlмм, соответственно, а2 2после нагревав в течение 1000 ч предел прочности и предел текучести предлагаемого сплава г 12 оевышает известный сплав на 11-12 кг/мм и 12-13 кг/мм . соотеетствен 2но. Таким образом, предлагаемый сплав после длительных высокотемпературных нагревов практически не разупрочняется, аизвестный разупрочняется за зто же времяна 15-20;ь, при сохранении практически такого же уровня относительного удлинения5 (д о.Следует отметить, что предложенныйсплав кроме повышения прочности последлительных высокотемпературных нагревов. обеспечивает сохранение практически1 О такой же прочности ( Ув.оо,2) полуфабрика"тов при койнатной температуре и прочностисварного соединения.Отклонение легирующих компонентовза пределы предлагаемого состава сплава,15 приводит к резкому падению прочностныххарактеристик полуфабрикатов.В табл, 3 на сплавах с минимальным(М1), средним (М 2) и максимальным (М 3)содержанием компонентов, приведены20 прочностные свойства полуфабрикатов после длительных нагревов при температуре100 и 150 С, а также свойства сварных соединений.Результаты испытаний показывают, что25 предлагаемый сплав остается стабильным(в течение 1000 ч) в интервале температур100-150 С, в то время как у известного сплава потеРЯ пРочности ( ов. (ъ,2) составлЯетпри 100 С(эа 10000 ч 7 и 9 кг/мм соответ 30 ственно, а при 150 С (за 1000 ч) 27-28кг/мм, соответственно,(5 б) Авторское свидетельство СССР М 1527928, кл. С 22 С 21/06. 1989.352001153 Т а б л и тт а 2 осле нзт рева при 1 Э 5 С в течение000 Меканические 5000 й 6и/и ста 2 кт/ммМеханические свойства Длительность Выдержки, ч Прочность сварного соединения г 4 екг/мм сЪ. кг/мм Ж 2 кгlмм Беэ нагрева 43,6 100 Без нагрева0,0005 - 0,20,01- 0,5 0,01- 0,1 БериллийОкись алюминияОксид и/или нитрид цирконияОксид и/или нитрид тугоплавкого переходного металла 0.01 - 0,1По крайней мере один металл, выбранный из группы,содержащей титан, хром,медь, церий, железо, кобальт,никель 0,1 - 0,5Алюминий Остальчоепричем соотношение цинка и магния составляет 1 - 1,2: 0,5 - 0,6, а сумма тугоплавких переходных металлов находится впределах 1,0 - 2,0 мас, . Составитель Б,БондаревТехред М.Моргентал Корректор С.Патрушева Редактор Н.Семенова Тираж Подписное НПО " Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3114 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101(1 В113 Формула изобретениясплдв нд основе длюминия, содержащий цинк. магний, цирконий, бериллий, окись алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид и/или нитрид циркония, оксид и/или нитрид тугоплавкого переходного металла и по крайней мере один металл, выбранный из группы, содержащей титан, хром, медь, церий, железо, кобальт. никель, при следующем соотношении компонентов, мас, :Цинк 4,0 - 8,0 Магний 2,0 - 5,0 Цирконий 0,5 - 1,2 61,8 61,8 61,7 62,4 62,4 62,3 65,3 65,3 65,3 61,8 60,4 59,8 62.4 61.7 61.1 65,3 64,8 64,2 63,6 58,4 54,6 63,6 44,2 35.4 58,4 58.4 58.3 59,3 59,2 59,2 61,1 61.2 61,1 58,4 56.8 55,6 59,3 58.7 58,3 61.1 60,8 60,1 59,6 54.3 50,1 59,6 40,1 31,2 10,6 10.7 10.8 11,3 1 1.4 1 1,4 9,4 9,5 9,8 10,6 11,7 11,9 11.3 12,4 12,5 9,4 10,2 1 1,4 10,8 11,7 12.8 10,8 14,8 16.3