Способ получения алюминиевых сплавов

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН (191 (11)ЗВЮ г Е ИЭОБРЕТЕНИСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН АВТОРСИОВ г Е.И.Корж ий . л. М. вкаов, М149. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ"Металлургия", 1972, с, 406,2. Альтман М.Б. и др. Плалитье сплавов цветных металлггМеталлургия", 1963, с. 248(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. АЛЮМИНИЕВЫХСПЛАВОВ, включающий расплавлениесплава и введение легирующих элементов в расплав, о т л и ч а ю щ и йс я . тем, что, с целью повышениямеханических свойств алюминиевыхсплавов, содержащих магний, хроми/или кремний, легированных никелем,марганцем и/или медью, легирующиеэлементы вводят в расплав при 1050"11500 С10 При легировании никелем, марган цем и/или медью алюминия или алюминиевых сплавов, содержащих магний, хром и/или кремний, оптимальная температура ввода легирующих элемен тов находится в каждом случае выше 65 Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, вчастности к получению алюминиевыхсплавов.Известно, что легирующие элементыцелесообразно вводить в расплав приопределенных температурах. Так магний, олово и цинк вводят при температуре расплава не более 730 С, асвинец и висмут - при 815 аС илинесколько выае 1 .Недостаток указанного способанизкий эффект легирования, не обеспечивающий максимально возможного усвоения легирующих элементов и повидениямеханических свойств алюминиевых 15сплавов.Известен способ получения алюминиевых сплавов, включающий расплавление сплава. При этом рекомендуемыеинтервалы температур ввода легирующих 20элементов находятся в пределах: длямеди 710"75(70 с, для цинка 680-720 С:лля магния ЬЬОООО и реже 7 ЬО О ь 21.Однако указанные температурыне являются оптимальными температурами режимами легирования алюминиевых сплавов, что приводит к недос-.таточному усвоению легирующих элементов и низким механическим свойствам алюминиевых сплавов.Цель изобретения - повышениемеханических свойств алюминиевыхсплавов, содержащих магний, хром и/или кремний, легированных никелем,марганцем и/или медью.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияалюминиевых сплавов, включающемурасплавление сплава и введение легирующих элементов в расплав, легирующие элементы вводят в расплав при 401050-1150 С.Максимальный эффект легированиянаблюдается при вводе легирующихдобавок в условиях перегрева вышетемпературного порога аномального"изменения электросопротивления,расплава, который является различнымдля, разных сплавов. Это объясняетсясущественным изменением структурыжидкой Фазы при температуре вышеукаэанного порога, а именно статисти.ческой гомогенизацией расплава ичастичным переходом неметаллическихвключений в шлак в зависимости бтхимического состава, т,е. от характера межатомных взаимодействий основ ных компонентов сплава, порог изменения электросопротивления должен наблюдаться при различных температурах. температурного порога аномального изменения электросопротивления и составляет 1050-1150 еС.П р и м е р 1. Легирование алюминия медью. Плавку осуществляют в атмосфере чистого аргона. В процессе охлаждения расплава измеряют электросопротивление жидкого алюми.- ния, Температурный пороганомального изменения электросопротивления расплава определяют по скачкообразному изменению зависимости электросопротивления от температуры. На графике (фиг. 1) видно, что температурный порог для жидкого алюминия соответствует 9000 С.Жидкии алюминий перегревают,до различных температур в интервале 700"1200 С и при этих, температурах осуществляют легирование медью. Об-разцы для механических испытаний изготавливают из литых прутков диаметром 12,5 мм по ГОСТ 1497-73.На графике (фиг. 2) показана зависимость механических свойств сплавов алюминий-медь от температуры легирования, имеющая сложный характер. Наблюдают два максимума механических свойств: первый при 800 и второй при 1100 яС.Ухудшение механических свойств алюминиевых. сплавов при их перегреве выае 800 яа 100-200 ьС приводит к тому, что в практике литейного производства сложилось представление о нежелательности высокого перегрева для алюминиевых сплавов, что и оговаривается существующими технологиями,По данным известного и предлагаемого способов с увеличением темпе- ратуры перегрева и легирования от 700 до 800 наблюдается повышение усвоения меди и прочностных свойств алюминиевых сплавов, Но так как температура аномального изменения электросопротивления соответствует 900 С, то рассмотренный в известоном способе температурный интервал (700-800 С) не является оптимальным для достижения максимального эффекта легирования (табл. 1). Оптимальная температура перегреваи легирования находится в пределах1050"1150 С, т.е, выше температурногопорога аномального изменения электро-,сопротивления на 190 2100 С,достижение максимальных прочностных свойств при перегреве до указанных температур объясняется тем, чтоалюминиевые,.сплавы приобретают болееравновесную структуру. Разупрочнениесплавов при температурах перегрева илегироваиия виве оптимальных связанос интенсивным газонасыщением, либо сдезактивацией зародышевых центровкристаллизации,П р и м е р 2, Легйрование сплава АЛ 2 медью. Расплав АЛ 2 перегревают до различных температур и легируют при этих температурах медью в количестве 4. Охлаждение образцов производят в кокиЛе. Определяют температуру перегрева и легирования, при которой достигается максимум предела барочности и твердости (табл., 2)Из данных табл. 2 следует, что аналогично предыдущему случаю наб людают.два максимума прочностных свойств при температурах перегрева 800-850 ь 1050-1150 ОС. При этом значения 68 и НВ, соответствующие первому максимуму, имеют меньшую 35 величину.Температурный порог аномального изменения электросопротивления расплава АЛ 2 соответствует 1025 ОС фиг.1 ).Таким образом, максимально возможные значения прочностных свойств сплава АЛ 2. при легировании медью обеспечиваются при перегреве на 120"130 оС выше установленного температурного порога. 25П р и м е р 3. Легированне алюминиевого сплава совместно медью, никелем и марганцем.Приготавливают расплав алюминия, содержащий 21,2 Я у Ор 6 МЯ и 0.2 Сг и определяли порог ано-. мальнога изменения электросопротивления данного расплава, который соответствует 970 С.Расплав перегревают до 700-1200 Со и при этихтемпературах вводят леги рующие элементы: 2,0 Сц, 1,5 01 и.0,6 Мп. В результате получают сплав, соответствующий по составу сплаву А 126,используемому в промышленности.Определяют оптимальнуютемпературу 40 перегрева расплава, при которой дос-. тигается максимум прочностных свойств (табл. 3). Охлаждение образцов производят в кокиле. Из данных табл. 3 видна зависимость, подобная полученньи вьше в примерах 1 и 2, т.е. два максимума прочностных свойств сплава А 126 от температуры перегрева, Первый соответствует 800, а второй 1050 фС. Оптимальный перегрев алюминиевого расплава, содержащего 21,2 81, 0,6, Мк и 0,2 Сг, с целью его легирования, превиаает температурный порог аномального изменения электро" сопротивления на 80 вС.Таким образом, для всех исследованных алюминиевых сплавов наблюдается два максимума прочностных свойств от температуры перегрева и легирования расплава. Первый максимум соответствует перегреву 800 еС и обеспечивается технологией выплавки, принятой в практике литейного производства. Второй максимум прочностных свойств по абсолютной величине превышает первый и может быть достигнут только при определенном перегреве вьше порога аномального изменения электросопротивления расплава и вводе легирующих элементов в расплав при температуре в интервале 1050-1150 С.Высокий перегрев обеспечивает повышение усвоения легирующих элементов, спОсобствует гомогенизации жидкой фазы и, следовательно, получению благоприятной структуры и повышению механических свойств сплавов.За базовый объект может быть принят известный способ легирования, широко используемый в промышленности. По сравнению с базовым предлага-.емый способ обеспечивает повьыениепредела прочности на растяжение алюминиевых сплавов .на 3,0-3,8 кгс/мм,что соответствует для различныхспособов охлаждения.расплавов увеличению прочности на 5-50,1063855 НУО О Ф 7 ОО 00 ЮОО ООО 7200 7 еидерцупц, Ог.2 Составитель В. ВадовскиС. Квятковская Техред Т.Маточка Редак орректор О, Т писн Эапа иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектиа 477/28 ; Тираж 627ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская ета СССРытий аб., д. 4/5