RU2138574C1 - Aluminum-based castable alloy - Google Patents

Aluminum-based castable alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2138574C1
RU2138574C1 RU98107387/02A RU98107387A RU2138574C1 RU 2138574 C1 RU2138574 C1 RU 2138574C1 RU 98107387/02 A RU98107387/02 A RU 98107387/02A RU 98107387 A RU98107387 A RU 98107387A RU 2138574 C1 RU2138574 C1 RU 2138574C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
alloy
silicon
bismuth
iron
Prior art date
Application number
RU98107387/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98107387A (en
Inventor
С.Л. Никитин
ховский А.П. Р
А.П. Ряховский
А.А. Ильин
А.Г. Комиссаров
Р.Н. Макаровский
Original Assignee
Московский государственный авиационный технологический университет им.К.Э.Циолковского
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 Московский государственный авиационный технологический университет им.К.Э.Циолковского filed Critical Московский государственный авиационный технологический университет им.К.Э.Циолковского
Priority to RU98107387/02A priority Critical patent/RU2138574C1/en
Publication of RU98107387A publication Critical patent/RU98107387A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2138574C1 publication Critical patent/RU2138574C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: alloy is composed of, wt %: magnesium 6.5-7.5, silicon 0.1-0.6, manganese 0.2-0.6, titanium 0.05-0.3, iron 0.05-0.2, beryllium 0.01-0.1; one of following compounds from the group: scandium 0.01- 0.2, bismuth 0.01-0.4, silicon carbide 1.0-5.0, silicon nitride 0.1-7.0, aluminum oxide 1.0-5.0, zirconium oxide 1.0-5.0; and aluminum - the balance. Alloy can find use in manufacture of parts operated under friction and elevated impact loads. EFFECT: increased plasticity and impact resistance due to additional alloying of solid solution, disintegration of all structural constituents and receiving disperse hardener in the form of nonmetal particles. 2 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия и может найти применение в производстве изделий, работающих в условиях трения и повышенных ударных нагрузок. The present invention relates to the field of metallurgy of aluminum-based alloys and may find application in the manufacture of products operating under friction and increased shock loads.

Известен сплав на основе алюминия, содержащий следующие компоненты в мас.%:
Магний 6,0 - 7,0
Цирконий 0,05 - 0,20
Бериллий 0,02 - 0,10
Титан 0,05 - 0,15
Алюминий Остальное
[ГОСТ 1583. Сплавы алюминиевые литейные. Стр. 6]
Недостатком этого сплава являются сравнительно низкие механические свойства в литом состоянии.
Known aluminum-based alloy containing the following components in wt.%:
Magnesium 6.0 - 7.0
Zirconium 0.05 - 0.20
Beryllium 0.02 - 0.10
Titanium 0.05 - 0.15
Aluminum Else
[GOST 1583. Cast aluminum alloys. Page 6]
The disadvantage of this alloy is the relatively low mechanical properties in the cast state.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является сплав на основе алюминия, содержащий следующие компоненты в мас.%:
Магний 5,5 - 6,5
Кремний 0,8 - 1,2
Марганец 0,2 - 0,4
Титан 0,05 - 0,2
Цирконий 0,05 - 0,2
Бериллий 0,001 - 0,05
Железо До 0,2
Медь До 0,1
Цинк До 0,1
Алюминий Остальное
[авт. св. СССР N 324287, 23.11.72]
Недостатками этого сплава являются низкие пластичность и ударная вязкость. Указанные недостатки обусловлены тем, что наличие в структуре сплава интерметаллидных фаз Mg5Al8, Mg2Si, MnAl6 наряду с увеличением прочности снижает пластичность и ударную вязкость.
The closest in technical essence and the achieved results to the proposed invention is an aluminum-based alloy containing the following components in wt.%:
Magnesium 5.5 - 6.5
Silicon 0.8 - 1.2
Manganese 0.2 - 0.4
Titanium 0.05 - 0.2
Zirconium 0.05 - 0.2
Beryllium 0.001 - 0.05
Iron Up to 0.2
Copper Up to 0.1
Zinc Up to 0.1
Aluminum Else
[ed. St. USSR N 324287, 11.23.72]
The disadvantages of this alloy are low ductility and toughness. These disadvantages are due to the fact that the presence of Mg 5 Al 8 , Mg 2 Si, MnAl 6 intermetallic phases in the alloy structure, along with an increase in strength, reduces ductility and toughness.

Задачей настоящего изобретения является повышение пластичности с одновременным повышением ударной вязкости путем дополнительного легирования алюминиевого твердого раствора, измельчения всех структурных составляющих и введения в сплав дисперсного упрочнителя в виде неметаллических частиц. The objective of the present invention is to increase the ductility while increasing the toughness by additional alloying of the aluminum solid solution, grinding all the structural components and introducing into the alloy a dispersed hardener in the form of non-metallic particles.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном сплаве на основе алюминия содержится магний, кремний, марганец, титан, железо и бериллий, согласно изобретению дополнительно содержится один или более элементов из группы; скандий, висмут, карбид кремния, нитрид кремния, окись алюминия и окись циркония при следующем соотношении компонентов в мас.%:
Магний 6,5 - 7,5
Кремний 0,1 - 0,6
Марганец 0,2 - 0,6
Титан 0,05 - 0,3
Железо 0,05 - 0,2
Бериллий 0,01 - 0,1
Один или более элементов из группы
Скандий 0,01 - 0,2
Висмут 0,01 - 0,4
Карбид кремния 1,0 - 5,0
Нитрид кремния 0,1 - 7,0
Окись алюминия 1,0 - 5,0
Окись циркония 1,0 - 5,0
Алюминий - остальное
Для опробования предложенного сплава были приготовлены композиции, состав которых приведен в таблице 1.
The problem is solved in that the proposed aluminum-based alloy contains magnesium, silicon, manganese, titanium, iron and beryllium, according to the invention additionally contains one or more elements from the group; scandium, bismuth, silicon carbide, silicon nitride, aluminum oxide and zirconium oxide in the following ratio of components in wt.%:
Magnesium 6.5 - 7.5
Silicon 0.1 - 0.6
Manganese 0.2 - 0.6
Titanium 0.05 - 0.3
Iron 0.05 - 0.2
Beryllium 0.01 - 0.1
One or more items from a group
Scandium 0.01 - 0.2
Bismuth 0.01 - 0.4
Silicon Carbide 1.0 - 5.0
Silicon Nitride 0.1 - 7.0
Alumina 1.0 - 5.0
Zirconium oxide 1.0 - 5.0
Aluminum - the rest
To test the proposed alloy were prepared compositions, the composition of which is given in table 1.

Упрочнение предложенного сплава достигается путем более высокой степени легирования и микролегирования твердого раствора железом, висмутом или скандием и за счет введения в сплав керамических частиц. Висмут при содержании до 0,3% растворяется в твердом растворе. При содержании висмута более 0,3% в структуре появляются включения, размеры которых не превышают 1-3 мкм и которые действуют как дисперсные упрочнители висмута более 0,3% в структуре появляются включения, размеры которых не превышают 1-3 мкм и которые действуют как дисперсные упрочнители. Кроме того введение висмута обеспечивает повышение коррозионной стойкости под напряжением и улучшает обрабатываемость резанием. Скандий помимо микролегирующего действия является эффективным модификатором. Его введение в комплексе с титаном обеспечивает получение мелкокристаллической структуры, что в свою очередь приводит к повышению механических и технологических свойств. Карбид кремния, нитрид кремния, окись алюминия или окись циркония введены в состав сплава в качестве дисперсного упрочнителя (размер частиц 3-7 мкм). Наличие в структуре сплава большого количества равномерно распределенных мелкодисперсных частиц обеспечивает повышение временного сопротивления разрыву, модуля упругости и ударной вязкости. При введении в сплав железа образуется четвертая фаза, в состав которой входит алюминий, марганец, кремний и железо, выделяющаяся при кристаллизации в виде мелкодисперсных глобулярных частиц. Некоторое изменение содержания других элементов, входящих в состав сплава, по сравнению с прототипом произведено с целью обеспечения ему более благоприятной структуры. При этом несколько уменьшается количество фаз Mg5Al8 и MnAl6 и повышается пластичность.Hardening of the proposed alloy is achieved by a higher degree of alloying and microalloying of the solid solution with iron, bismuth or scandium and by introducing ceramic particles into the alloy. Bismuth with a content of up to 0.3% is dissolved in a solid solution. When the bismuth content is more than 0.3%, inclusions appear in the structure whose sizes do not exceed 1-3 microns and which act as dispersed bismuth strengtheners of more than 0.3%; inclusions appear in the structure whose sizes do not exceed 1-3 microns and which act as dispersed hardeners. In addition, the introduction of bismuth provides increased corrosion resistance under stress and improves machinability by cutting. In addition to microalloying, scandium is an effective modifier. Its introduction in combination with titanium provides a fine-crystalline structure, which in turn leads to an increase in mechanical and technological properties. Silicon carbide, silicon nitride, aluminum oxide or zirconium oxide are introduced into the alloy as a dispersed hardener (particle size 3-7 microns). The presence in the alloy structure of a large number of uniformly distributed fine particles provides an increase in the tensile strength, elastic modulus and impact strength. When iron is introduced into the alloy, a fourth phase is formed, which includes aluminum, manganese, silicon and iron, which is released during crystallization in the form of finely dispersed globular particles. Some change in the content of other elements that make up the alloy, compared with the prototype made in order to provide him with a more favorable structure. In this case, the number of Mg 5 Al 8 and MnAl 6 phases decreases slightly and ductility increases.

В таблице 2 приведены свойства предложенного сплава в сопоставлении с известным сплавом. Table 2 shows the properties of the proposed alloy in comparison with the known alloy.

При содержании компонентов ниже и выше защищаемых пределов требуемый уровень свойств не достигается. При варьировании соотношений ингредиентов получают желаемые характеристики для каждого конкретного случая в зависимости от технологических условий получения деталей и предъявляемых требований. When the content of the components is lower and higher than the protected limits, the required level of properties is not achieved. By varying the ratios of the ingredients, the desired characteristics are obtained for each particular case, depending on the technological conditions for obtaining the parts and the requirements.

Claims (1)

Литейный сплав на основе алюминия, содержащий магний, кремний, марганец, титан, железо и бериллий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит один более элементов, выбранных из группы, содержащей скандий, висмут, карбид кремния, нитрид кремния, окись алюминия, окись циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Магний - 6,5 - 7,5
Кремний - 0,1 - 0,6
Марганец - 0,2 - 0,6
Титан - 0,05 - 0,3
Железо - 0,05 - 0,2
Бериллий - 0,01 - 0,1
Один или более элементов, выбранных из группы, содержащей
Скандий - 0,01 - 0,2
Висмут - 0,01 - 0,4
Карбид кремния - 1,0 - 5,0
Нитрид кремния - 0,1 - 7,0
Окись алюминия - 1,0 - 5,0
Окись циркония - 1,0 - 5,0
Алюминий - Остальное
An aluminum-based casting alloy containing magnesium, silicon, manganese, titanium, iron and beryllium, characterized in that it further comprises one or more elements selected from the group consisting of scandium, bismuth, silicon carbide, silicon nitride, aluminum oxide, zirconium oxide in the following ratio of components, wt.%:
Magnesium - 6.5 - 7.5
Silicon - 0.1 - 0.6
Manganese - 0.2 - 0.6
Titanium - 0.05 - 0.3
Iron - 0.05 - 0.2
Beryllium - 0.01 - 0.1
One or more items selected from the group containing
Scandium - 0.01 - 0.2
Bismuth - 0.01 - 0.4
Silicon Carbide - 1.0 - 5.0
Silicon Nitride - 0.1 - 7.0
Alumina - 1.0 - 5.0
Zirconium oxide - 1.0 - 5.0
Aluminum - Else
RU98107387/02A 1998-04-15 1998-04-15 Aluminum-based castable alloy RU2138574C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98107387/02A RU2138574C1 (en) 1998-04-15 1998-04-15 Aluminum-based castable alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98107387/02A RU2138574C1 (en) 1998-04-15 1998-04-15 Aluminum-based castable alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98107387A RU98107387A (en) 1999-09-20
RU2138574C1 true RU2138574C1 (en) 1999-09-27

Family

ID=20204954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98107387/02A RU2138574C1 (en) 1998-04-15 1998-04-15 Aluminum-based castable alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2138574C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045081A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-19 Arc Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen Gmbh Aluminium alloy, component made therefrom and method for production of said component
RU2455380C1 (en) * 2011-02-17 2012-07-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Method to produce ligature material for complex modification of light alloys ingot structure
CN109988926A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 中国航发北京航空材料研究院 A kind of anti-corrosion, solderable alloy and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 1583-89. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045081A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-19 Arc Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen Gmbh Aluminium alloy, component made therefrom and method for production of said component
RU2455380C1 (en) * 2011-02-17 2012-07-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Method to produce ligature material for complex modification of light alloys ingot structure
CN109988926A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 中国航发北京航空材料研究院 A kind of anti-corrosion, solderable alloy and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100199362B1 (en) Aluminum alloy for die casting and ball joint using the same
Tan et al. Effects of Be and Fe additions on the microstructure and mechanical properties of A357. 0 alloys
EP0107334A1 (en) Improvements in or relating to aluminium alloys
WO2005106057A2 (en) Heat treatable al-zn-mg alloy for aerospace and automotive castings
WO2005090625A1 (en) Aluminum alloy excellent in wear resistance and sliding member using the same
CN105838939A (en) Aluminum magnesium alloy
US4681736A (en) Aluminum alloy
RU2138574C1 (en) Aluminum-based castable alloy
JPH01180938A (en) Wear-resistant aluminum alloy
KR20130058997A (en) Aluminum alloy and method for producing the same
EP1371741A2 (en) High-strength aluminium alloy for pressure casting and cast aluminium alloy comprising the same
Kori et al. Studies on the microstructure and mechanical properties of A356 alloy with minor additions of copper and magnesium
US6183877B1 (en) Cast-alumina metal matrix composites
KR100252237B1 (en) Mg alloy for high pressure casting
JP2003027169A (en) Aluminum alloy and aluminum alloy casting
US3306738A (en) Aluminium alloys
JPH10226840A (en) Aluminum alloy for piston
JPH04323343A (en) Aluminum alloy excellent in wear resistance
US6656421B2 (en) Aluminum-beryllium-silicon based alloy
JP7178086B2 (en) Graphite spheroidizing agent for cast iron
JPH0448856B2 (en)
US2280175A (en) Aluminum alloy
JP2002003982A (en) Cast iron excellent in machinability and mechanical property
US6673168B1 (en) Material on an aluminum basis for anti-friction bearings
RU2001150C1 (en) Aluminum-base alloy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050416