RU2001154C1

RU2001154C1 - Aluminum-base alloy

Info

Publication number: RU2001154C1
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Белов; Вадим Семенович Золоторевский; Владимир Александрович Баев
Original assignee: Московский институт стали и сплавов
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1993-10-15

Abstract

Изобретение относитс к сплавам на основе эпюмини , предназначенным дл применени в качестве конструкционного материала Сплав содержит (мас%) магний 5,0 - 6,0. цинк 2,0 - 3,0, медь 0.1 - 0.3 никель 20 - 3.0, бериллий 0,001 - 0.1. хром The invention relates to epuminium-based alloys intended for use as a structural material. The alloy contains (wt%) magnesium 5.0-6.0. zinc 2.0 - 3.0, copper 0.1 - 0.3 nickel 20 - 3.0, beryllium 0.001 - 0.1. chromium

Description

Изобретение относитс к цветной металлургии , конкретно к высокопрочным литейным сплавам на основе алюмини , содержащим в качестве главного легирующего компонента магний и предназначен- ным дл изготовлени деталей, работающих при повышенных нагрузках в различных средах.The invention relates to non-ferrous metallurgy, and in particular to high-strength casting alloys based on aluminum, containing magnesium as the main alloying component and intended for the manufacture of parts operating under high loads in various environments.

Известен сплав ВАЛ11 содержащий, мас.%:Known alloy VAL11 containing, wt.%:

« Магний6-7"Magnesium6-7

, Цинк2-2,5Zinc2-2.5

Бериллий0,07-0,15Beryllium 0.07-0.15

Цирконий0,1-0,3 Zirconium 0.1-0.3

Титан0,1-0,3Titanium 0.1-0.3

Марганец0,1-0,2Manganese 0.1-0.2

Хром0,005-0,15Chrome 0.005-0.15

АлюминийОстальноеAluminum Else

Сплав В АЛ 11 имеет следующие недо- статки: невысокий уровень прочностных свойств и сильна склонность к межзерен- ному разрушению, что приводит к нестабильности значений пластичности и в зкости разрушени в отливках.Alloy В AL 11 has the following disadvantages: a low level of strength properties and a strong tendency to intergranular fracture, which leads to instability of ductility values and fracture toughness in castings.

Наиболее близким к предлагаемому сплаву вл етс сплав, который содержит, мас.%:Closest to the proposed alloy is an alloy that contains, wt.%:

Магний5,5-6Magnesium 5.5-6

Цинк2, Zinc2,

Медь0,25-0,35Copper 0.25-0.35

Титан0,08-0,12Titanium 0.08-0.12

Бор0,01-0,02Bor 0.01-0.02

Бериллий0,01-0,25Beryllium 0.01-0.25

Никельдо 0,35 Nickeldo 0.35

Железодо 0,5Iron 0.5

АлюминийОстальноеAluminum Else

Известный сплав имеет более высокие значени прочностных свойств и меньшую нестабильность по пластичности и в зкости разрушени по сравнению с вышеописанным , однако они остаютс на недостаточном ровне.The known alloy has higher strength properties and less instability in ductility and fracture toughness than described above, however, they remain at an insufficient level.

Целью изобретени вл етс повышение прочности и стабильности по пластин- ности и в зкости разрушени , получаемых в отливках.The aim of the invention is to increase the strength and stability of the plate and fracture toughness obtained in castings.

Дл достижени поставленной цели сплав на основе алюмини , содержащий магний, цинк, медь, бериллий и никель, до- полнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, мас.%: Магний5-6To achieve this goal, an aluminum-based alloy containing magnesium, zinc, copper, beryllium and nickel additionally contains chromium in the following ratio of components, wt.%: Magnesium 5-6

Цинк2-3Zinc2-3

Медь0,1-0,3 Copper0.1-0.3

Бериллий0,001-0,1Beryllium 0.001-0.1

Никель2-3Nickel 2-3

Хром0,05-0,2Chrome 0.05-0.2

АлюминийОстальноеAluminum Else

За вленные концентрации цинка, магни и меди обеспечивают оптимальное легирование алюминиевого твердого раствора и соответственно сочетание высоких значение прочности и пластичности Никель повышает прочность благодар образованию большого количества фазы NiAb. При концентрации никел менее 2% количества частиц этой фазы недостаточно дл достижени требуемого эффекта, а при концентрации никел более 3% образуютс первичные кристаллы, которые снижают механические свойства. Бериллий предохран ет сплав от окислени в процессе его приготовлени и термообработки. Добавка хрома в присутствии никел и берилли в пределах за вленных концентрацией повышает плотность упрочн ющих выделений и равномерность их распределени , что затрудн ет межзеренное разрушение и ведет к увеличению прочности и стабильности по ппастичности и в зкости разрушени . Кроме того, Ni и Сг замедл ют диффузию Мд и Zn в алюминиевом твердом растворе, что повышает жаропрочность. При концентраци х Сг и Be менее нижнего предела их действие незначительно, а при концентрации свыше верхнего предела возникает опасность по влени первичных кристаллов и, соответственно, снижени свойств.The declared concentrations of zinc, magnesium, and copper ensure optimal alloying of the aluminum solid solution and, accordingly, a combination of high strength and ductility nickel increases the strength due to the formation of a large amount of the NiAb phase. At a nickel concentration of less than 2%, the amount of particles of this phase is insufficient to achieve the desired effect, and at a nickel concentration of more than 3% primary crystals are formed which reduce the mechanical properties. Beryllium protects the alloy from oxidation during its preparation and heat treatment. The addition of chromium in the presence of nickel and beryllium within the limits of the concentration increases the density of the hardening precipitates and the uniformity of their distribution, which complicates intergranular fracture and leads to an increase in strength and stability in terms of plasticity and fracture toughness. In addition, Ni and Cr slow down the diffusion of Mg and Zn in the aluminum solid solution, which increases the heat resistance. At concentrations of Cr and Be below the lower limit, their action is negligible, and at concentrations above the upper limit, there is a danger of the appearance of primary crystals and, accordingly, a decrease in properties.

Авторам неизвестно использование добавки Сг совместно с Be и 2-3% Ni в литейных алюминиевых сплавах, содержащих в качестве основного легирующего компонента магний, с цельюувеличени их прочности и стабильности по пластичности и в зкости разрушени , что позвол ет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретени требованию критери существенные отличи .The authors are not aware of the use of Cg additive together with Be and 2-3% Ni in cast aluminum alloys containing magnesium as the main alloying component in order to increase their strength and ductility stability and fracture toughness, which allows us to conclude that the present invention meets the requirement criteria are significant differences.

Дл опробовани предлагаемого сплава в лабораторных услови х были приготовлены 6 составов, включа за вленные концентрации и средний состав известного сплава. Сплавы готовили в электрической печи сопротивлени из чистых шихтовых материалов (AI, Си, Mg, Zn) и лигатур (AI-NI. AI-Be, Al-Cr). Механические свойства (временное сопротивление - Ь, пластичность д и в зкость разрушени - Kic) определ ли на образцах , вырезанных из плоских кокильных отливок, термообработанных по режиму Т7. Стабильность (С) оценивали по доле образцов , имеющих заданный уровень пластичности (д 8%) и в зкости разрушени (Ki 30 МПа М1/2%).In order to test the proposed alloy under laboratory conditions, 6 formulations were prepared, including the stated concentrations and the average composition of the known alloy. Alloys were prepared in an electric resistance furnace from pure charge materials (AI, Cu, Mg, Zn) and ligatures (AI-NI. AI-Be, Al-Cr). The mechanical properties (temporary resistance - L, ductility d and fracture toughness - Kic) were determined on samples cut from flat chill castings heat treated according to T7 mode. Stability (C) was evaluated by the proportion of samples having a given level of ductility (d 8%) and fracture toughness (Ki 30 MPa M1 / 2%).

Приведенные в таблице результаты показывают , чго предлагаемый сплав (составы 2-4) превосходит известный (состав 6) как по прочности ( GB), так и по стабильности значений пластичности (6) и в зкости разрушени (Kic). Кроме того, из-за меньшей склонности к межзеренному разрушению предлагаемый сплав имеет Повышенную стойкость к коррозионному растрескиваниюThe results presented in the table show that the proposed alloy (compositions 2-4) is superior to the known alloy (composition 6) both in strength (GB) and in stability of ductility values (6) and in fracture toughness (Kic). In addition, due to the lesser tendency to intergranular fracture, the proposed alloy has an increased resistance to corrosion cracking

Сплав рекомендуетс использовать на предпри ти х машиностроени дл получени деталей методом лить в металлическиеThe alloy is recommended for use in engineering enterprises to obtain parts by casting in metal

формы взамен обработки резанием деформированных полуфабрикатов из сплавов типа Д16. Экономический эффект может быть получен за счет сокращени механической обработки и повышени КИМforms instead of processing by cutting deformed semi-finished products from alloys of type D16. The economic effect can be obtained by reducing machining and increasing CMM

(56) Авторское свидетельство СССР N 1327561, кл. С 22 С 21/18. 1986.(56) Copyright certificate of the USSR N 1327561, cl. C 22 C 21/18. 1986.

Состав и Composition and

чдмичггкие свойства ИСС РДОВЭМНЫ сплавовchdmichggkie properties of ISS REDOVEMNY alloy

20twenty

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION Magnesium

ALUMINUM ALLOY containing Zinc

Magnesium, Zinc, Copper, Beryllium Nickel, O-Copper

characterized in that with the aim of increasing Nickel

strength and ductility stability25 Beryllium

and in the viscosity of destruction, it is additionally Chrome

contains chromium in the following ratio of aluminum components, May%

5.0-6.0 2.0-3.0 0.1 -0 3 2.0-3.0

0.001-0.1 0.05-0.2

Rest