RU1709746C

RU1709746C - Aluminium base wear-resistant alloy

Info

Publication number: RU1709746C
Authority: RU
Inventors: К.К. Ясинский; Н.С. Постников; И.Н. Глущенко; Т.Н. Липчин; Л.И. Лактионова; Н.А. Егорова; В.И. Рощупкина
Original assignee: ВНИИ авиационных материалов
Priority date: 1990-05-03
Filing date: 1990-05-03
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: aluminium base alloys. SUBSTANCE: aluminium base wear-resistant alloy has the following components, mass percent: silicon 12.5 - 14.5, copper 2.0 - 4.5, nickel 2 - 3, magnesium 0.4 - 0.9, molybdenum 0.2 - 0.7, titanium 0.15 - 0.45, ferrum 0.1 - 0.9; manganese 0.1 - 0.5, zirconium 0.02 - 0.15 and the rest - aluminium. Properties of alloy are as follows: σ_в - 380 - 421 MPa; δ - 2.5 - 3.4%; high-temperature strength σ_в200^° 322 - 340 MPa;

282 - 310 MPa;

185 - 190 MPa;

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к сплавам для изготовления поршней и блоков цилиндров двигателя внутреннего сгорания. The invention relates to foundry, in particular to alloys for the manufacture of pistons and cylinder blocks of an internal combustion engine.

Известен сплав, содержащий, мас.%: Кремний 17,0 Медь 4,5 Магний 0,55 Железо <1,3 Цинк <0,1 Марганец <0,1 Алюминий Основа
Недостатком сплава являются низкие механические свойства и особенно пластичность (δ≅1%).Known alloy containing, wt.%: Silicon 17.0 Copper 4.5 Magnesium 0.55 Iron <1.3 Zinc <0.1 Manganese <0.1 Aluminum Base
The disadvantage of the alloy is its low mechanical properties and especially ductility (δ≅1%).

Наиболее близким к предложенному является сплав (АК12М2М2МгН, АЛ25), содержащий, мас. % : Кремний 11-13 Медь 1,5-3,0 Никель 0,8-1,3 Магний 0,8-1,3 Титан 0,05-0,20 Марганец 0,3-0,6 Железо ≅0,8 Алюминий Основа
Однако сплав обладает низкими механическими свойствами σ_в = 190 МПа, δ≅0,5%, твердостью НВ = 900 и пониженной жаропрочностью
Цель изобретения - повышение механических свойств, жаропрочности и твердости.Closest to the proposed is an alloy (AK12M2M2MgN, AL25) containing, by weight. %: Silicon 11-13 Copper 1.5-3.0 Nickel 0.8-1.3 Magnesium 0.8-1.3 Titanium 0.05-0.20 Manganese 0.3-0.6 Iron ≅0, 8 Aluminum Base
However, the alloy has low mechanical properties σ _in = 190 MPa, δ≅0.5%, HB hardness = 900 and low heat resistance
The purpose of the invention is to increase the mechanical properties, heat resistance and hardness.

Для достижения поставленной цели сплав, содержащий кремний, медь, никель, магний, титан, железо, марганец, дополнительно содержит молибден и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремний 12,5-14,5 Медь 2,0-4,5 Никель 2,0-3,0 Магний 0,4-0,9 Молибден 0,2-0,7 Железо 0,1-0,9 Титан 0,15-0,45 Марганец 0,1-0,5 Цирконий 0,02-0,15 Алюминий Остальное
Введенный в состав сплава молибден образует вместе с железом фазу, способствующую стабилизации механических свойств при высоких температурах.To achieve this goal, an alloy containing silicon, copper, nickel, magnesium, titanium, iron, manganese, additionally contains molybdenum and zirconium in the following ratio of components, wt.%: Silicon 12.5-14.5 Copper 2.0-4, 5 Nickel 2.0-3.0 Magnesium 0.4-0.9 Molybdenum 0.2-0.7 Iron 0.1-0.9 Titanium 0.15-0.45 Manganese 0.1-0.5 Zirconium 0.02-0.15 Aluminum Else
The molybdenum introduced into the alloy forms a phase together with iron, which contributes to the stabilization of mechanical properties at high temperatures.

Введение циркония способствует образованию мелкодисперсных выделений интерметаллических фаз и регулированию величины зерен, а совместное влияние переходных металлов марганца и циркония обеспечивает повышение температуры структурных преобразований и стабильность свойств сплава во времени после термического воздействия в результате увеличения межатомных связей. The introduction of zirconium promotes the formation of fine precipitates of intermetallic phases and the regulation of grain size, and the combined effect of transition metals of manganese and zirconium provides an increase in the temperature of structural transformations and the stability of the alloy properties over time after thermal exposure as a result of an increase in interatomic bonds.

Увеличение содержания никеля в сплаве способствует повышению твердости и прочности при повышенных температурах, а в сочетании с кремнием - уменьшению коэффициента линейного расширения. An increase in the nickel content in the alloy increases the hardness and strength at elevated temperatures, and in combination with silicon, it decreases the coefficient of linear expansion.

Химический состав, механические свойства, жаропрочность и твердость предлагаемого сплава и сплава-прототипа приведены соответственно в табл.1 и 2. The chemical composition, mechanical properties, heat resistance and hardness of the proposed alloy and prototype alloy are given in table 1 and 2, respectively.

Анализ приведенных данных показывает, что наиболее высоким уровнем механических свойств, жаропрочности и твердости обладает предлагаемый сплав. Analysis of the data shows that the proposed alloy has the highest level of mechanical properties, heat resistance and hardness.

В пределах предлагаемого состава сплав обладает оптимальным комплексом свойств, повышенными механическими свойствами при комнатной температуре ( σ_в = 380-421 МПа, δ = 2,5-3,4%), высокой жаропрочностью ( σ_в100 ²⁰⁰≥ 185 МПа, σ_в100 ²⁵⁰≥95 МПа) и, что особенно важно, высокой твердостью (НВ = 1580-1530), свидетельствующей о способности сплава работать на износ.Within the proposed composition, the alloy has an optimal set of properties, increased mechanical properties at room temperature (σ _in = 380-421 MPa, δ = 2.5-3.4%), high heat resistance (σ in ₁₀₀ ²⁰⁰ ≥ 185 MPa, σ in ₁₀₀ ²⁵⁰ ≥95 MPa) and, most importantly, high hardness (HB = 1580-1530), indicating the ability of the alloy to work for wear.

Как видно из табл.1 и 2, оптимальный уровень легирования предложенного сплава, а также введение микролегирующих добавок молибдена и циркония позволит увеличить по сравнению с прототипом механические свойства в 2 раза, жаропрочность на 30% и твердость на 70%. As can be seen from tables 1 and 2, the optimal level of alloying of the proposed alloy, as well as the introduction of microalloying additives of molybdenum and zirconium, will increase the mechanical properties by a factor of 2 compared with the prototype, heat resistance by 30%, and hardness by 70%.

Предлагаемый сплав рекомендуется использовать в литых конструкциях, где необходимы высокие механические свойства и износостойкость, в частности для деталей двигателя внутреннего сгорания. The proposed alloy is recommended for use in cast structures where high mechanical properties and wear resistance are required, in particular for parts of an internal combustion engine.

Claims

WEARABLE ALLOY ON THE BASIS OF ALUMINUM, containing silicon, copper, nickel, magnesium, titanium, iron, manganese, characterized in that, in order to increase mechanical properties, heat resistance and hardness, it additionally contains molybdenum and zirconium in the following ratio of components, wt.% :
Silicon 12.5 - 14.5
Copper 2.0 - 4.5
Nickel 2.0 - 3.0
Magnesium 0.4 - 0.9
Molybdenum 0.2 - 0.7
Titanium 0.15 - 0.45
Iron 0.1 - 0.9
Manganese 0.1 - 0.5
Zirconium 0.02 - 0.15
Aluminum Else