RU2038405C1 - Aluminium-base alloy - Google Patents
Aluminium-base alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2038405C1 RU2038405C1 RU93009442A RU93009442A RU2038405C1 RU 2038405 C1 RU2038405 C1 RU 2038405C1 RU 93009442 A RU93009442 A RU 93009442A RU 93009442 A RU93009442 A RU 93009442A RU 2038405 C1 RU2038405 C1 RU 2038405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- aluminium
- aluminum
- barium
- lithium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия, предназначенных для изготовления катаных, прессованных и кованых полуфабрикатов, используемых в качестве конструкционного материала в изделиях ответственного назначения, в том числе и сварных конструкциях. The invention relates to the metallurgy of aluminum-based alloys intended for the manufacture of rolled, pressed and forged semi-finished products used as structural material in critical products, including welded structures.
В настоящее время в промышленности широко применяется сплав 1420 следующего состава, мас. Currently, the industry is widely used alloy 1420 of the following composition, wt.
Магний 4,5-6,0
Литий 1,8-2,3
Цирконий 0,08-0,15
Алюминий и примеси Остальное
(ОСТ 1.90048-77. Сплавы алюминиевые деформируемые. Марки).Magnesium 4.5-6.0
Lithium 1.8-2.3
Zirconium 0.08-0.15
Aluminum and impurities Else
(OST 1.90048-77. Deformable aluminum alloys. Grades).
Недостатками сплава являются низкая пластичность, особенно при ударных нагрузках и пониженный предел текучести. Так гарантируемый уровень свойств сплава в продольном направлении в состоянии ТГ1 (нагрев под закалку 450оС, закалка на воздухе, старение 120оС, 12 ч) составляет: предел прочности 40 кгс/мм2; предел текучести 26 кгс/мм2; относительное удлинение 7%
На базе системы алюминий-литий-магний был разработан ряд сплавов с более высоким пределом текучести. Наиболее близким к предлагаемому является сплав [1] на основе алюминия, содержащий, мас.The disadvantages of the alloy are low ductility, especially under shock loads and a low yield strength. Thus a guaranteed level of alloy properties in the longitudinal direction in a state HS1 (heating for quenching 450 ° C, quenching in air, the aging of 120 ° C, 12 hours) is as follows: tensile strength of 40 kgf / mm 2; yield strength 26 kgf / mm 2 ; elongation of 7%
Based on the aluminum-lithium-magnesium system, a number of alloys with a higher yield strength have been developed. Closest to the proposed is an alloy [1] based on aluminum, containing, by weight.
Магний 4,6-6,0
Литий 1,3-2,0
Цирконий 0,04-0,12
Скандий 0,03-0,20
По крайней мере один
металл, выбранный из
группы,включающей
кальций и барий 0,003-0,04
Алюминий Остальное
Сплав имеет высокий уровень механических свойств (σв,σ0,2,δ) обладает хорошей свариваемостью и повышенной малоцикловой усталостью. Однако сплав имеет низкую длительную прочность при 20-70оС.Magnesium 4.6-6.0
Lithium 1.3-2.0
Zirconium 0.04-0.12
Scandium 0.03-0.20
At least one
metal selected from
group including
calcium and barium 0.003-0.04
Aluminum Else
The alloy has a high level of mechanical properties (σ in , σ 0.2 , δ), has good weldability and increased low-cycle fatigue. However, the alloy has a low long-term strength at 20-70 about C.
Целью изобретения является повышение длительной прочности при 20-70оС при сохранении хорошей свариваемости и высоком уровне механических свойств.The aim of the invention is to increase long-term strength at 20-70 about With maintaining good weldability and a high level of mechanical properties.
Для достижения поставленной цели в сплав на основе алюминия дополнительно введены бериллий, медь и по крайней мере один металл, выбранный из группы, включающей цирконий и скандий при следующем соотношении компонентов, мас. To achieve this goal, beryllium, copper and at least one metal selected from the group consisting of zirconium and scandium are additionally introduced into an aluminum-based alloy in the following ratio of components, wt.
Магний 4,0-6,0
Литий 1,3-2,2
Медь 0,005-0,2
Бериллий 0,0001-0,3
По крайней мере один
металл, выбранный из
группы, включающей
цирконий 0,04-0,12
Скандий 0,03-0,25
По крайней мере один
металл, выбранный из
группы, включающей
кальций и барий 0,002-0,05
Алюминий Остальное В сплаве допускается наличие примесей, не более, мас.Magnesium 4.0-6.0
Lithium 1.3-2.2
Copper 0.005-0.2
Beryllium 0.0001-0.3
At least one
metal selected from
group including
zirconium 0.04-0.12
Scandium 0.03-0.25
At least one
metal selected from
group including
calcium and barium 0.002-0.05
Aluminum Else In the alloy, the presence of impurities, not more than, wt.
Железо 0,3
Кремний 0,2
Натрий 0,003
Содержание магния в сплаве в пределах 4,0-6,0 мас. обеспечивает необходимый уровень прочностных свойств и свариваемость. При уменьшении содержания магния менее 4,0 мас. уровень свойств, особенно прочностных, снижается и повышается склонность сплава к горячим трещинам, как при литье сплава, так и при сварке, при увеличении магния более 6 мас. технологичность и пластичность падают.Iron 0.3
Silicon 0.2
Sodium 0.003
The magnesium content in the alloy in the range of 4.0-6.0 wt. provides the necessary level of strength properties and weldability. With a decrease in magnesium content of less than 4.0 wt. the level of properties, especially strength, decreases and the tendency of the alloy to hot cracks increases, both during casting of the alloy and during welding, with an increase in magnesium of more than 6 wt. manufacturability and ductility are falling.
Содержание лития выбрано в пределах 1,3-2,2 мас. для обеспечения свариваемости, технологичности при деформации при обеспечении требуемого уровня свойств. При снижении лития (< 1,3 мас.) уменьшается модуль упругости, предел текучести, повышается удельный вес, а при содержании более 2,2 мас. ухудшается технологичность, свариваемость сплава. The lithium content is selected in the range of 1.3-2.2 wt. to ensure weldability, processability during deformation while ensuring the required level of properties. With a decrease in lithium (<1.3 wt.), The elastic modulus decreases, the yield strength, the specific gravity increases, and with a content of more than 2.2 wt. manufacturability, weldability of the alloy is deteriorating.
Медь в количестве 0,005-0,2 мас. упрочняет твердый раствор алюминия, а также, входя в эвтектические соединения, образованные кальцием, барием: α + Al4Ca(Ba, Cu), упрочняет границы зерен, что приводит к повышению длительной прочности при 20-70оС, при содержании более 0,2 мас. ухудшается свариваемость, а при содержании менее 0,005 мас. длительная прочность снижается.Copper in an amount of 0.005-0.2 wt. strengthens the solid solution of aluminum, as well as entering the eutectic compounds formed by calcium, barium: α + Al 4 Ca (Ba, Cu), strengthens the grain boundaries, resulting in higher long-term strength at 20-70 ° C, at a content of more than 0 , 2 wt. weldability deteriorates, and when the content is less than 0.005 wt. long-term strength is reduced.
Кальций и (или) барий в указанных количествах нейтрализуют вредное влияние натрия и оказывают модифицирующее воздействие при кристаллизации на зеренную структуру, вследствие чего улучшается свариваемость и повышается предел текучести. При снижении содержания кальция и (или) бария ниже 0,002 мас. не достигается поставленная цель, а с повышением содержания кальция и бария выше 0,05 мас. образуются в значительном количестве нерастворимые частицы избыточных фаз, снижающие пластичность, особенно в высотном направлении. Кроме того, указанные содержания кальция, бария и меди позволяют использовать более дешевую технологию изготовления сплава и применять вторичную шихту с привлечением отходов более широкого ассортимента сплавов, в том числе сплавов системы алюминий-литий-медь. Calcium and (or) barium in the indicated amounts neutralize the harmful effect of sodium and exert a modifying effect upon crystallization on the grain structure, as a result of which the weldability is improved and the yield strength is increased. With a decrease in the content of calcium and (or) barium below 0.002 wt. the goal is not achieved, but with an increase in the content of calcium and barium above 0.05 wt. a significant amount of insoluble particles of excess phases are formed, which reduce plasticity, especially in the high-altitude direction. In addition, the indicated contents of calcium, barium and copper make it possible to use a cheaper alloy manufacturing technology and use a secondary charge with waste from a wider range of alloys, including aluminum-lithium-copper system alloys.
Бериллий в количестве 0,0001-0,3 мас. изменяет морфологию эвтектических выделений железа, что способствует повышению длительной прочности сплава при 20-70оС. Кроме того, предохраняет сплав от окисления в процессах плавки, литья, сварки, а также при технологических нагревах под деформацию и при термообработке. Бериллий в количестве менее 0,0001 мас. не оказывает заметного влияния на свойства сплава, а введение бериллия более 0,3 мас. не рекомендуется с точки зрения гигиены труда.Beryllium in an amount of 0.0001-0.3 wt. alter the morphology of the eutectic iron precipitates, thereby increasing creep strength of the alloy at 20-70 ° C. In addition, protects the alloy against oxidation in melting processes, casting, welding, and also when process heating under strain and heat treatment. Beryllium in an amount of less than 0.0001 wt. does not significantly affect the properties of the alloy, and the introduction of beryllium more than 0.3 wt. not recommended in terms of occupational health.
Цирконий и (или) скандий в сплав вводят обычно в качестве модифицирующих добавок. Кроме этого, эти металлы (порознь и совместно) обеспечивают, как правило, получение полигонизованной структуры в горячедеформированных полуфабрикатах. При содержании циркония и скандия соответственно ниже 0,04 и 0,03 мас. положительного воздействия не проявляется, а при содержаниях выше 0,12 и 0,24 мас. выделяются первичные частицы нерастворимых избыточных фаз Al3(ScZr), Al3Zr и Al3Sc, что приводит к снижению пластичности.Zirconium and / or scandium are usually introduced into the alloy as modifying additives. In addition, these metals (separately and together) provide, as a rule, obtaining a polygonized structure in hot-deformed semi-finished products. When the content of zirconium and scandium, respectively, below 0.04 and 0.03 wt. a positive effect is not manifested, and with contents above 0.12 and 0.24 wt. primary particles of insoluble excess phases of Al 3 (ScZr), Al 3 Zr and Al 3 Sc are released, which leads to a decrease in ductility.
Таким образом, в случае отклонения от указанных пределов как в сторону меньших значений, так и больших значений содержания компонента, или исключения какого-либо компонента из состава поставленная цель не достигается. Thus, in the case of deviations from the indicated limits, both towards lower values and large values of the component content, or the exclusion of any component from the composition, the goal is not achieved.
Введение бериллия, меди и по крайней мере одного металла, выбранного из группы, включающей цирконий и скандий, в сплав на основе алюминия с целью повышения длительной прочности при 20-70оС предложено впервые.Introduction of beryllium, copper and at least one metal selected from the group consisting of zirconium and scandium in aluminum-based alloy to increase creep strength at 20-70 ° C for the first time proposed.
В табл.1 приведен химический состав опробованных композиций предлагаемого, опытных и известного сплавов. При приготовлении композиций алюминий, литий, магний, кальций, барий, медь вводили в чистом виде, а цирконий, скандий и бериллий в виде лигатуры. Плавка осуществлялась в электрической печи, отлитые слитки D 70 мм прессовались на полосу 15 х 60 мм. Механические свойства и длительная прочность определялись на круглых образцах с рабочей частью D 5,0 мм. Оценка свариваемости производилась с помощью точечной пробы. Точки заваривались ручной аргоно-дуговой сваркой с использованием присадочной проволоки свАМг63. Режим сварки Iсв 220 А, время заварки одной точки 30-50 с. Все сварные точечные пробы подвергались ультразвуковому контролю. Дефектность (качество сварки) оценивалась по соотношению точек, забракованных УЗК к общему количеству контролируемых точек. Результаты испытаний образцов в продольном направлении в состоянии ТВl (закалка с регламентируемой скоростью охлаждения и искусственное старение) приведены в табл.2.Table 1 shows the chemical composition of the tested compositions of the proposed, experimental and known alloys. In preparing the compositions, aluminum, lithium, magnesium, calcium, barium, copper were introduced in pure form, and zirconium, scandium and beryllium in the form of a ligature. Melting was carried out in an electric furnace, cast ingots of D 70 mm were pressed onto a strip of 15 x 60 mm. The mechanical properties and long-term strength were determined on round samples with a working part of D 5.0 mm. Weldability was evaluated using a spot sample. The points were welded by manual argon-arc welding using filler wire svAMg63. Welding mode I St 220 A, the welding time of one point is 30-50 s. All welded spot samples were subjected to ultrasonic testing. Defectiveness (welding quality) was assessed by the ratio of points rejected by ultrasonic testing to the total number of controlled points. The test results of the samples in the longitudinal direction in the state of TBl (quenching with a regulated cooling rate and artificial aging) are given in table 2.
Как видно из данных табл.2, предлагаемый сплав превосходит известный по длительной прочности при 20-70оС при аналогичной свариваемости и таком же уровне механических свойств.As apparent from Table 2, the proposed alloy surpasses known for long-term strength at 20-70 ° C under similar weldability and the same level of mechanical properties.
Применение предлагаемого сплава позволит повысить надежность и ресурс работы ответственных изделий новой техники. The use of the proposed alloy will improve the reliability and service life of critical products of new technology.
Claims (1)
Литий 1,3 2,2
Медь 0,005 0,2
Бериллий 0,0001 0,3
По крайней мере один металл, выбранный из группы, включающей цирконий 0,04 0,12
Скандий 0,03 0,25
По крайней мере один металл, выбранный из группы, включающей кальций и барий 0,002 0,05
Алюминий ОстальноеMagnesium 4 6
Lithium 1.3 2.2
Copper 0.005 0.2
Beryllium 0.0001 0.3
At least one metal selected from the group consisting of zirconium 0.04 0.12
Scandium 0.03 0.25
At least one metal selected from the group consisting of calcium and barium 0.002 0.05
Aluminum Else
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93009442A RU2038405C1 (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Aluminium-base alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93009442A RU2038405C1 (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Aluminium-base alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2038405C1 true RU2038405C1 (en) | 1995-06-27 |
RU93009442A RU93009442A (en) | 1995-09-20 |
Family
ID=20137576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93009442A RU2038405C1 (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Aluminium-base alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2038405C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1217085A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | EADS Deutschland Gmbh | Non hardenable aluminium alloy as semi-product for structures |
-
1993
- 1993-02-19 RU RU93009442A patent/RU2038405C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1566759, кл. C 22C 21/06, 1992. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1217085A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | EADS Deutschland Gmbh | Non hardenable aluminium alloy as semi-product for structures |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4239535A (en) | Magnesium alloys | |
Fortini et al. | On the influence of Mn and Mg additions on tensile properties, microstructure and quality index of the A356 aluminum foundry alloy | |
JP2020164893A (en) | Automobile door beam made of extruded aluminum alloy material | |
RU2163938C1 (en) | Corrosion-resistant aluminum-base alloy, method of production of semifinished products and article for this alloy | |
RU2038405C1 (en) | Aluminium-base alloy | |
KR20230043868A (en) | New 6XXX aluminum alloy and its manufacturing method | |
RU2092604C1 (en) | Heterogeneous alloy on the base of aluminium | |
JP3909543B2 (en) | Aluminum alloy extruded material with excellent axial crushing properties | |
RU2265674C1 (en) | Composition of welding wire | |
EP1217085B1 (en) | Non hardenable aluminium alloy as semi-product for structures | |
JP2020164980A (en) | Automobile door beam made of extruded aluminum alloy material | |
EP1685267B1 (en) | Heat resistant magnesium die casting alloys | |
JP3258190B2 (en) | Submerged arc welding method for high strength Cr-Mo steel and weld metal | |
US4714588A (en) | Aluminum alloy having improved properties | |
JP5288671B2 (en) | Al-Mg-Si-based aluminum alloy extruded material with excellent press workability | |
JPH0827533A (en) | Mg alloy excellent in high temperature creep strength | |
RU2560485C1 (en) | High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof | |
US3157496A (en) | Magnesium base alloy containing small amounts of rare earth metal | |
JPH0823056B2 (en) | High strength zinc alloy die casting parts | |
RU2247168C1 (en) | Aluminum-based alloy | |
RU2233903C1 (en) | Aluminum-base alloy | |
JPH07166270A (en) | Copper alloy excellent in resistance to ant-lair-like corrosion | |
JPH07166271A (en) | Copper alloy excellent in resistance to ant-lair-like corrosion | |
JPS62260033A (en) | Corrosion-resisting ni-base alloy wire rod combining high strength with high hardness | |
RU2001150C1 (en) | Aluminum-base alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | License on use of patent |
Effective date: 20080917 |