RU2087578C1

RU2087578C1 - Alloy on the base of aluminium

Info

Publication number: RU2087578C1
Application number: RU95116222A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Корнилов; А.П. Кнутарев; С.В. Неустроев; Д.А. Синякин; Д.И. Трахтенберг; В.А. Лимарь; С.Ф. Легошина; А.П. Иванова
Original assignee: Уральский электрохимический комбинат
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy. SUBSTANCE: alloy on the base of aluminium comprises, mas. %: copper, 2.2-3.1; magnesium, 0.6-1.0; silicium, 1.0-1.8; manganese, 0.4-0.8; zinc, 1.2-1.8. EFFECT: higher quality of desired alloy. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к получению сплавов на основе алюминия, предназначенных для изготовления штамповок сложной формы, в частности штамповок дисков автомобильных колес. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, and in particular to the production of aluminum-based alloys intended for the manufacture of stampings of complex shape, in particular stampings of automobile wheel disks.

Известны сплавы, применяемые для штамповок: AB (системы Al-Mg-Si), AK6 и AK8 (системы Al-Mg-Si-Cu) (см.ГОСТ ъ 4784-74). Эти сплавы обладают средней прочностью, высокой технологичностью при литье и горячей деформации, однако одни имеют высокую коррозионную стойкость, но относительно невысокую прочность (AB: σ_В(Д)>30 кгс/мм²), другие повышенные значения прочностных свойств (AK6: σ_В(Д)>39 кгс/мм²), но пониженную коррозионную стойкость.The known alloys used for stamping are AB (Al-Mg-Si systems), AK6 and AK8 (Al-Mg-Si-Cu systems) (see GOST 4784-74). These alloys have medium strength, high processability during casting and hot deformation, however, some have high corrosion resistance, but relatively low strength (AB: σ _{B (L)} > 30 kgf / mm ² ), others have increased strength properties (AK6: σ _{In (D)} > 39 kgf / mm ² ), but reduced corrosion resistance.

За прототип принят известный ковочный сплав AK6, содержащий следующие компоненты, мас. медь 1,8-2,6, магний 0,4-0,8, кремний 0,7-1,2, марганец 0,4-0,8 и алюминий остальное (ГОСТ 4784-74). The prototype adopted the well-known forging alloy AK6, containing the following components, wt. copper 1.8-2.6, magnesium 0.4-0.8, silicon 0.7-1.2, manganese 0.4-0.8 and the rest aluminum (GOST 4784-74).

Техническим эффектом от реализации настоящего изобретения является повышение коррозионной стойкости, выносливости, а также получение возможности структурного упрочнения за счет сохранения нерекристаллизованной (полигонизованной) структуры после закалки. The technical effect of the implementation of the present invention is to increase the corrosion resistance, endurance, as well as obtaining the possibility of structural hardening by preserving the unrecrystallized (polygonized) structure after quenching.

Указанный технический эффект реализуется сплавом на основе алюминия, содержащим медь, магний, кремний, марганец и отличающимся тем, что он дополнительно содержит цинк при следующем соотношении компонентов, мас. медь 2,2-3,1, магний 0,6-1,0, кремний 1,0-1,8, марганец 0,4-0,8, цинк 1,2-1,8 и алюминий остальное. The specified technical effect is realized by an aluminum-based alloy containing copper, magnesium, silicon, manganese and characterized in that it additionally contains zinc in the following ratio of components, wt. copper 2.2-3.1, magnesium 0.6-1.0, silicon 1.0-1.8, manganese 0.4-0.8, zinc 1.2-1.8 and the rest aluminum.

Цинк в сплаве указанного состава находится в основном в твердом растворе и благодаря высокой растворимости в алюминии повышает термическую стабильность полигонизованной структуры. Цинк снижает температуру солидуса приблизительно на 20^oC по сравнению со сплавом AK6. Со снижением температуры солидуса связано снижение температуры гомогенизации. В процессе гомогенизации при 470^oC в течение 6 ч происходит распад твердого раствора марганца в алюминии с образованием мелкодисперсных, равномерно распределенных марганцовистых фаз, наличие которых в штамповке приводит к повышению температуры рекристаллизации. А так как температура закалки полуфабрикатов нового сплава также ниже (по сравнению со сплавом AK6), то все это позволяет сохранить после закалки совершенно нерекристаллизованную структуру, что и обусловливает возможность значительного упрочнения. Однако при использовании высокотемпературного старения с целью повышения коррозионной стойкости величина структурного упрочнения уменьшается, хотя структура и остается нерекристаллизованной.Zinc in the alloy of this composition is mainly in solid solution and, due to its high solubility in aluminum, increases the thermal stability of the polygonized structure. Zinc reduces the solidus temperature by approximately 20 ^o C compared with the AK6 alloy. A decrease in the temperature of solidus is associated with a decrease in the temperature of homogenization. In the process of homogenization at 470 ^o C for 6 h, the solid solution of manganese in aluminum decomposes with the formation of finely dispersed, uniformly distributed manganese phases, the presence of which in stamping leads to an increase in the temperature of recrystallization. And since the quenching temperature of the semi-finished products of the new alloy is also lower (compared to AK6 alloy), all this allows us to preserve a completely non-crystallized structure after quenching, which makes it possible to significantly harden. However, when using high-temperature aging in order to increase corrosion resistance, the value of structural hardening decreases, although the structure remains unrecrystallized.

Дисперсные выделения Al-Mn-фаз также способствуют повышению сопротивления коррозионному растрескиванию. Но основной вклад в повышение коррозионной стойкости делает хорошо развитая субзеренная структура: границы субзерен во время охлаждения с температуры закалки являются стоками для вакансий, уменьшая их концентрацию в приграничных зонах. Dispersed precipitates of Al-Mn phases also contribute to increased resistance to corrosion cracking. But the main contribution to the increase in corrosion resistance is made by a well-developed subgrain structure: the boundaries of subgrains during cooling from quenching temperature are sinks for vacancies, reducing their concentration in the border zones.

Пример осуществления изобретения. An example embodiment of the invention.

В условиях ВИАМ были отлиты слитки, химический состав которых приведен в табл. 1. Из слитков после обточки и гомогенизации при 470±10^oC в течение 6 ч были изготовлены поковки сечением 60х200 мм. Поковки подвергали термообработке по режиму: закалка с температуры 500±5^o после выдержки 100 мин с охлаждением в холодную воду: старение при 200±5^oC в течение 12 ч.Under the conditions of VIAM, ingots were cast, the chemical composition of which is given in table. 1. Of the ingots after turning and homogenization at 470 ± 10 ^o C for 6 hours, forgings were made with a cross section of 60x200 mm. The forgings were subjected to heat treatment according to the regime: quenching from a temperature of 500 ± 5 ^o after holding for 100 min with cooling in cold water: aging at 200 ± 5 ^o C for 12 hours

В табл.2 приведены механические свойства предложенного сплава в сравнении со свойствами сплава прототипа. Из таблицы следует, что предложенный сплава при практически одинаковых прочностных и пластических характеристиках со сплавом-прототипом имеет значительное превосходство по выносливости и по стойкости к коррозионному растрескиванию. Table 2 shows the mechanical properties of the proposed alloy in comparison with the properties of the prototype alloy. From the table it follows that the proposed alloy with almost the same strength and plastic characteristics with the prototype alloy has a significant superiority in endurance and resistance to corrosion cracking.

Claims

An aluminum-based alloy containing copper, magnesium, silicon, manganese, characterized in that it additionally contains zinc in the following ratio, wt.

Copper 2.2 3.1
Magnesium 0.6 1.0
Silicon 1.0 1.8
Manganese 0.4 0.8
Zinc 1.2 1.8
Aluminum Else-