NO174720B - Meget sterke, varmebestandige aluminium-baserte legeringer - Google Patents

Meget sterke, varmebestandige aluminium-baserte legeringer Download PDF

Info

Publication number
NO174720B
NO174720B NO891148A NO891148A NO174720B NO 174720 B NO174720 B NO 174720B NO 891148 A NO891148 A NO 891148A NO 891148 A NO891148 A NO 891148A NO 174720 B NO174720 B NO 174720B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
based alloys
aluminum
alloy
present
strong
Prior art date
Application number
NO891148A
Other languages
English (en)
Other versions
NO891148L (no
NO891148D0 (no
NO174720C (no
Inventor
Tsuyoshi Masumoto
Akihisa Inoue
Katsumasa Odera
Original Assignee
Tsuyoshi Masumoto
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsuyoshi Masumoto filed Critical Tsuyoshi Masumoto
Publication of NO891148D0 publication Critical patent/NO891148D0/no
Publication of NO891148L publication Critical patent/NO891148L/no
Publication of NO174720B publication Critical patent/NO174720B/no
Publication of NO174720C publication Critical patent/NO174720C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/08Amorphous alloys with aluminium as the major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører aluminiumbaserte legeringer med en ønsket kombinasjon av egenskaper av høy hårdhet, høy styrke, høy slitasje-bestandighet og høy varmebestandighet.
Som vanlige aluminiumbaserte legeringer har vært kjent forskjellige typer aluminiumbaserte legeringer så som Al-Cu, Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Si, Al-Cu-Mg, Al-Zn-Mg legeringer osv. Disse aluminiumbaserte legeringer har blitt brukt utstrakt
for en lang rekke formål så som struktur-materialer i fly, biler, skip eller lignende; utvendige byggematerialer,
rammer, tak, osv.; strukturmaterialer for marin apparatur og kjernereaktorer osv. avhengig av deres egenskaper.
De vanlige aluminiumbaserte legeringer har generelt en
lav hårdhet og en lav varmebestandighet. Nylig har det vært gjort forsøk på å gi aluminiumbaserte legeringer en fin-struktur ved rask størkning av legeringene og derved forbedre de mekaniske egenskaper så som styrke og kjemiske egenskaper så som korrosjons-bestandighet. Imidlertid har de raskt størknede aluminiumbaserte legeringer til nå vært fortsatt utilfredstillende med hensyn til styrke, varmebestandighet osv.
I lys av det foregående, er det et mål for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe nye aluminiumbaserte legeringer med en fordelaktig kombinasjon av høy styrke og bedre varmebestandighet ved relativt lave kostnader.
Et annet mål for den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe aluminiumbaserte legeringer som har høy hårdhet og høy slitasje-bestandighetsegenskaper, og som kan ekstruderes, press-bearbeides, utsettes for en stor bøyningsgrad, osv.
Ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en aluminiumbasert meget sterk varmebestandig legering med en sammensetning representert ved den generelle formel
hvor
- M er minst ett metallelement valgt fra gruppen bestående av V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu og Nb;
- X er Ce eller Mm (mischmetall), og
a, b, og c er atomprosenter som faller innenfor de følgende områder:
karakterisert ved at den aluminiumbaserte legering inneholder minst 50 vol% amorf masse.
De aluminium-baserte legeringer ifølge foreliggende oppfinnelse er anvendelige som materialer med høy hårdhet, høy styrke, høy elektrisk motstand, god slitasje-bestandighet og som loddematerialer. Da de aluminiumbaserte legeringer videre viser superplastisitet i nærheten av sin krystallisasjons-temperatur, kan de med hell bearbeides ved ekstrudering, pressbearbeiding og lignende. De bearbeidede artik-ler er anvendelige som materialer med høy styrke, høy varmebestandighet ved mange praktiske formål p.g.a. sin høye hårdhet og høye strekkfasthets-egenskaper.
Den eneste tegning er en skjematisk illustrasjon av et smelteapparat med én valse anvendt til å fremstille tynne bånd fra legeringene ifølge foreliggende oppfinnelse ved en rask størkningsprosess.
De aluminium-baserte legeringene ifølge foreliggende oppfinnelse kan oppnås ved å la smeiten av legeringen størkne raskt med den sammensetning som er angitt ovenfor ved hjelp av væske-bråkjølings-teknikker. Væske-bråkjølingsteknikker innbefatter rask kjøling av smeltet legering og spesielt enkelt-valse smelte-spinningsteknikk, dobbelt-valse smelte-spinningsteknikk og i-roterende-vann-smelte-spinningsteknikk nevnes som spesielt effektive eksempler på slike teknikker.
I disse teknikker kan kjølehastigheter på 10<*> til 10<6> K/sek. oppnås. For å fremstille tynne bånd-materialer med enkelt-valse smelte-spinningsteknikken eller dobbelt-valse smelté-spinningsteknikken utstøtes smeltet metall fra åpningen av en dyse til en valse av f.eks. kobber eller stål med en diameter på 3 0 til 3 00 mm som dreier seg med en konstant hastighet på 300 - 10000 opm. Ved disse teknikker kan forskjellige tynne båndmaterialer med en bredde på 1 - 300 mm og en tykkelse på 5 - 500 )Ltm lett oppnås. Alternativt for å fremstille trådmaterialer med i-roterende-vann smelte-spinnings-teknikken dirigeres en stråle av den smeltede legering under pålegning av baktrykk av argongass gjennom en dyse inn i et flytende kjøleskikt med en dybde på 1 - 10 cm som dannes av sentri-fugalkraften i en trommel som roterer med en hastighet på 50 til 500 opm. På slik måte kan lett fine trådmaterialer oppnås. I denne teknikken er vinkelen mellom den smeltede legering som sprøytes ut fra ventilen og det flytende kjølemiddels overflate, fortrinnsvis i området 60 - 90"C og forholdet mellom den relative hastigheten til den utsprøytede smeltede legering og den relative hastigheten til det flytende kjølemiddels overflate fortrinnsvis i området 0,7 til 0,9.
Ved siden av de ovennevnte teknikker, kan legeringen
ifølge foreliggende oppfinnelse også oppnås i form av en tynn film med en sprøyteprosess. Videre kan raskt størknet pulver av legeringsblandingen ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås med forskjellige atomiseringsprosesser, f.eks. høytrykks-gass atomiseringsprosess eller sprøyteprosess.
Om de raskt størknede aluminiumbaserte legeringer man derved får er amorfe eller ikke, kan man finne ut ved å kon-trollere tilstedeværelsen av halo-mønstrene som er karakteristiske for en amorf struktur ved å bruke en vanlig røntgen-diffraksjonsmetode. Den amorfe struktur overføres i en krystallinsk struktur ved å oppvarme til en bestemt temperatur (kalt "krystallisasjons-temperatur") eller høyere temperaturer.
I aluminiumlegeringene ifølge foreliggende oppfinnelse som er vist ved den generelle formel ovenfor er a, b og c begrenset til områdene hhv. 50 til 93 atom%, 0,5 til 35 atom% og 0,5 til 25 atom%. Grunnen til slike begrensninger er at når a, b og c avviker fra de respektive områder, er det vanskelig å produsere en amorf struktur i de resulterende legeringer, og de tilsiktede legeringer med minst 50 vol% amorf fase kan ikke oppnås ved industrielle hurtigkjølings-teknikker ved å bruke den ovenfor nevnte væskekjøling osv.
Elementet M som er minst ett metall-element valgt fra gruppen bestående av V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu og Nb har en virkning ved å forbedre evnen til å produsere en amorf struktur og sterkt forbedre korrosjonsbestandigheten. Videre gir element M ikke bare forbedringer i hårdhet og styrke, men øker også krystallisasjonstemperaturen og øker derved varme-bestandigheten.
Da de aluminiumbaserte legeringer ifølge foreliggende oppfinnelse videre viser superplastisitet i nærheten av sine krystallisasjonstemperaturer (krystallisasjonstemperatur ± 100°C), kan de lett ekstruderes, pressbehandles, varmsmies osv. Derfor kan de aluminiumbaserte legeringer ifølge foreliggende oppfinnelse som oppnås i form av tynt bånd, tråd, ark eller pulver vel behandles til massematerialer ved hjelp av ekstrudering, pressing, varmsmiing osv. ved temperaturer innenfor området av legeringenes krystallisasjonstemperatur ± 100°C. Da de aluminiumbaserte legeringer ifølge opp-finnelsen videre har en høy seighetsgrad, kan noen av dem bøyes med 180° uten sprekk-dannelse.
Nå skal det fordelaktige trekk ved de aluminiumbaserte legeringer ifølge foreliggende oppfinnelse beskrives under henvisning til de følgende eksempler.
Eksempler
Smeltet legering 3 med en forutbestemt sammensetning ble fremstilt ved å bruke en høyfrekvens smelteovn og ble fylt i et kvartsrør 1 med en liten åpning 5 med en diameter på
0,5 mm ved spissen sin, som vist på figuren. Etter opp-varming og smelting av legeringen 3, ble kvartsrøret 1 plassert rett over en kobberrulle 2. Deretter ble den smeltede legering 3 som kvartsrøret 1 inneholdt sprøytet ut fra den lille åpning 5 i kvartsrøret 1 under pålegning av et argongass-trykk på 0,7 kg/cm<2> og brakt i kontakt med over-flaten av valsen 2 under rask rotasjon ved en hastighet på 5000 opm. Den smeltede legering 3 størknet raskt og man fikk et tynt legeringsbånd 4.
Avhengig av prosessbetingelsene som er beskrevet ovenfor fikk man 22 typer av aluminiumsbaserte tynne legeringsbånd (bredde: 1 mm, tykkelse: 20 /xm) med sammensetningene (i atom%) som vist i tabellen. De tynne bånd man derved fikk ble underkastet røntgen-diffraksjonsanalyse, og som et resul-tat ble karakteristiske halo-mønstre for amorf struktur be-kreftet i alle de tynne bånd.
Krystallisasjonstemperatur Tx (K) og hårdhet Hv (DPN) ble målt for hver prøvé av de tynne bånd, og resultatene er vist i høyre spalte av tabellen. Hårdheten (Hv) er angitt med verdier (DPN) målt ved bruk av en mikro Vickers hårdhets-prøver under belastning på 25 g. Krystallisasjonstemperaturen (Tx) er start-temperaturen (K) for den første eksoterme topp på den kalorimetriske differensial-registreringskurven man fikk ved en oppvarmingshastighet på 4 0 K/min. I tabellen betyr "Amo" "amorf". "Bri" og "Duc" representerer hhv. "sprø" og "seig".
Som vist i tabellen har de aluminiumbaserte legeringer ifølge foreliggende oppfinnelse en ekstremt høy hårdhet av størrelsesorden fra 200 til 1000 DPN sammenlignet med hårdheten Hv av størrelsesorden 50 til 100 DPN for vanlige aluminium-baserte legeringer. Det bemerkes spesielt at de aluminiumbaserte legeringer ifølge foreliggende oppfinnelse har meget høye krystallisasjonstemperaturer Tx på minst 440 K og viser en høy varmebestandighet.
Legering nr. 7 som er oppgitt i tabellen ble undersøkt på styrken ved bruk av en Instron-type strekkprøvingsmaskin. Strekkfastheten var ca. 102 kg/mm<2> og konvensjonell flytegrense var ca. 95 kg/mm<2>. Disse verdier er 2,2 ganger den maksimale strekkfasthet (ca. 45 kg/mm<2>) og maksimal konvensjonell flytegrense (ca. 40 kg/mm<2>) for vanlige aldringsherdede Al-Si-Fe-aluminiumbaserte legeringer.

Claims (1)

  1. Aluminiumbasert meget sterk varmebestandig legering med en sammensetning representert ved den generelle formel
    hvor M er minst ett metallelement valgt fra gruppen bestående av V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu og Nb; X er Ce eller Mm (mischmetall), og - a,b, og c er atomprosenter som faller innenfor de følgende områder:karakterisert ved at den aluminiumbaserte legering inneholder minst 50 vol% amorf fase.
NO891148A 1988-03-17 1989-03-16 Meget sterke, varmebestandige aluminium-baserte legeringer NO174720C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63061878A JPH01240631A (ja) 1988-03-17 1988-03-17 高力、耐熱性アルミニウム基合金

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO891148D0 NO891148D0 (no) 1989-03-16
NO891148L NO891148L (no) 1989-09-18
NO174720B true NO174720B (no) 1994-03-14
NO174720C NO174720C (no) 1994-06-22

Family

ID=13183834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO891148A NO174720C (no) 1988-03-17 1989-03-16 Meget sterke, varmebestandige aluminium-baserte legeringer

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4950452A (no)
EP (1) EP0333216B1 (no)
JP (1) JPH01240631A (no)
KR (1) KR930006296B1 (no)
CA (1) CA1337506C (no)
DE (2) DE68904919T2 (no)
NO (1) NO174720C (no)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621326B2 (ja) * 1988-04-28 1994-03-23 健 増本 高力、耐熱性アルミニウム基合金
JP2753739B2 (ja) * 1989-08-31 1998-05-20 健 増本 アルミニウム基合金箔又はアルミニウム基合金細線の製造方法
JP2724762B2 (ja) * 1989-12-29 1998-03-09 本田技研工業株式会社 高強度アルミニウム基非晶質合金
JP2639455B2 (ja) * 1990-03-09 1997-08-13 健 増本 高強度非晶質合金
JP2864287B2 (ja) * 1990-10-16 1999-03-03 本田技研工業株式会社 高強度高靭性アルミニウム合金の製造方法および合金素材
JPH0565584A (ja) * 1991-09-05 1993-03-19 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> 高強度アルミニウム基合金粉末の製造方法
JP2790935B2 (ja) * 1991-09-27 1998-08-27 ワイケイケイ株式会社 アルミニウム基合金集成固化材並びにその製造方法
JPH05125473A (ja) * 1991-11-01 1993-05-21 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> アルミニウム基合金集成固化材並びにその製造方法
JP2911673B2 (ja) * 1992-03-18 1999-06-23 健 増本 高強度アルミニウム合金
JPH05320803A (ja) * 1992-05-22 1993-12-07 Honda Motor Co Ltd 高強度Al合金
US5456308A (en) * 1993-02-12 1995-10-10 Kawasaki Steel Corporation Method and apparatus for manufacturing thin amorphous metal strip
JPH07179974A (ja) * 1993-12-24 1995-07-18 Takeshi Masumoto アルミニウム合金およびその製造方法
AU8379398A (en) 1997-06-30 1999-01-19 Wisconsin Alumni Research Foundation Nanocrystal dispersed amorphous alloys and method of preparation thereof
DE19953670A1 (de) * 1999-11-08 2001-05-23 Euromat Gmbh Lotlegierung
US20080138239A1 (en) * 2002-04-24 2008-06-12 Questek Innovatioans Llc High-temperature high-strength aluminum alloys processed through the amorphous state
US20040055671A1 (en) * 2002-04-24 2004-03-25 Questek Innovations Llc Nanophase precipitation strengthened Al alloys processed through the amorphous state
JP2008231519A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Honda Motor Co Ltd 準結晶粒子分散アルミニウム合金およびその製造方法
JP2008248343A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd アルミニウム基合金
CN104711464A (zh) * 2015-02-10 2015-06-17 朱岳群 一种可控制强度可阳极氧化可压铸的铝镍稀土合金
US20180237893A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-23 Orlando RIOS Rapidly solidified aluminum-rare earth element alloy and method of making the same
US11986904B2 (en) 2019-10-30 2024-05-21 Ut-Battelle, Llc Aluminum-cerium-nickel alloys for additive manufacturing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964935A (en) * 1972-04-03 1976-06-22 Southwire Company Aluminum-cerium-iron electrical conductor and method for making same
US4213799A (en) * 1978-06-05 1980-07-22 Swiss Aluminium Ltd. Improving the electrical conductivity of aluminum alloys through the addition of mischmetal
US4743317A (en) * 1983-10-03 1988-05-10 Allied Corporation Aluminum-transition metal alloys having high strength at elevated temperatures
DE3524276A1 (de) * 1984-07-27 1986-01-30 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Aluminiumlegierung zur herstellung von ultra-feinkoernigem pulver mit verbesserten mechanischen und gefuegeeigenschaften
EP0222002B1 (en) * 1985-05-17 1992-09-16 Aluminum Company Of America Alloy toughening method
US4787943A (en) * 1987-04-30 1988-11-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Dispersion strengthened aluminum-base alloy
US4851193A (en) * 1989-02-13 1989-07-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High temperature aluminum-base alloy

Also Published As

Publication number Publication date
NO891148L (no) 1989-09-18
CA1337506C (en) 1995-11-07
NO891148D0 (no) 1989-03-16
DE333216T1 (de) 1990-03-01
EP0333216B1 (en) 1993-02-17
NO174720C (no) 1994-06-22
US4950452A (en) 1990-08-21
JPH0532464B2 (no) 1993-05-17
JPH01240631A (ja) 1989-09-26
DE68904919T2 (de) 1993-06-17
EP0333216A1 (en) 1989-09-20
DE68904919D1 (de) 1993-03-25
KR890014770A (ko) 1989-10-25
KR930006296B1 (ko) 1993-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO174720B (no) Meget sterke, varmebestandige aluminium-baserte legeringer
US5053085A (en) High strength, heat-resistant aluminum-based alloys
US5053084A (en) High strength, heat resistant aluminum alloys and method of preparing wrought article therefrom
US4990198A (en) High strength magnesium-based amorphous alloy
US4909867A (en) High strength, heat resistant aluminum alloys
CA2020484C (en) High strength magnesium-based alloys
NO179335B (no) Varmebestandige aluminiumbaserte legeringer med höy styrke
US5118368A (en) High strength magnesium-based alloys
US5240517A (en) High strength, heat resistant aluminum-based alloys
US4911767A (en) Corrosion-resistant aluminum-based alloys
US5221376A (en) High strength magnesium-based alloys
JP2583718B2 (ja) 高強度耐食性アルミニウム基合金
NO173453B (no) Varmeresistent aluminiumlegering med hoey styrke, samt anvendelse av legeringen for fremstilling av smidde gjenstander

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN SEPTEMBER 2003