RU2162115C1 - Forged or formed construction part of vanadium free aluminium alloy - Google Patents
Forged or formed construction part of vanadium free aluminium alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2162115C1 RU2162115C1 RU99113354A RU99113354A RU2162115C1 RU 2162115 C1 RU2162115 C1 RU 2162115C1 RU 99113354 A RU99113354 A RU 99113354A RU 99113354 A RU99113354 A RU 99113354A RU 2162115 C1 RU2162115 C1 RU 2162115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- approximately
- alloy
- forged
- part according
- structural part
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области упрочняемых при старении сплавов алюминия, которые приемлемы для аэрокосмического и другого применения. Изобретение также относится к изделиям, изготовленным из алюминиевых сплавов, обладающих улучшенным сочетанием прочности и ударной вязкости, которые могут быть использованы в высокоскоростных самолетах, особенно для обшивок фюзеляжей и элементов крыльев. Для такого применения критическое значение имеют сопротивление ползучести и/или коррозионное растрескивание при перенапряжении материала. Кроме того, изобретение относится к другим случаям высокотемпературного применения алюминиевых сплавов, например для изготовления колес и тормозных деталей таких самолетов. Конкретными формами изделий, для которых особенно приемлемо изобретение, являются листы, плоские поковки и штамповки. The invention relates to the field of aging hardenable aluminum alloys that are suitable for aerospace and other applications. The invention also relates to products made of aluminum alloys having an improved combination of strength and toughness, which can be used in high-speed aircraft, especially for fuselage skin and wing elements. For such an application, creep resistance and / or stress corrosion cracking are critical. In addition, the invention relates to other cases of high-temperature use of aluminum alloys, for example for the manufacture of wheels and brake parts of such aircraft. Particular forms of products for which the invention is particularly suitable are sheets, flat forgings and stampings.
Одним из важных способов повышения прочности алюминиевых сплавов является термическая обработка. Термическая обработка большого числа алюминиевых сплавов обычно включает три основных стадии: (1) термическую обработку на твердый раствор; (2) закалку; и (3) старение. Между закалкой и старением также может быть проведена холодная обработка. Термическая обработка на твердый раствор заключается в выдержке сплава при достаточно высокой температуре и в течение достаточно длительного времени до получения почти гомогенного твердого раствора образующих дисперсию элементов внутри сплава. Цель такой обработки состоит во введении в твердый раствор оптимального количества растворимых упрочняющих элементов. Закалка, или быстрое охлаждение, твердого раствора, полученного при термической обработке на твердый раствор, дает при комнатной температуре перенасыщенный твердый раствор. Затем при старении из этого быстро охлажденного перенасыщенного твердого раствора образуются упрочняющие дисперсии. Такие дисперсии могут получаться естественным путем при температуре окружающей среды или создаваться искусственно с использованием технологий старения при повышенной температуре. При естественном старении изделия из закаленного сплава выдерживают при температуре в интервале от -20 до +50oC, наиболее предпочтительно при комнатной температуре, в течение относительно длительного периода времени. Для некоторых композиций сплава дисперсионное твердение после закалки при естественном старении дает материалы с высокими физико-механическими свойствами. При искусственном старении закаленные сплавы обычно выдерживают при температуре от 100 до 190oC в течение от 5 до 48 часов, чтобы в готовом изделии произошло дисперсионное твердение.One of the important ways to increase the strength of aluminum alloys is heat treatment. The heat treatment of a large number of aluminum alloys usually involves three main stages: (1) solid solution heat treatment; (2) hardening; and (3) aging. Between hardening and aging, cold treatment can also be carried out. The solid solution heat treatment consists in holding the alloy at a sufficiently high temperature and for a sufficiently long time until an almost homogeneous solid solution is obtained of the dispersion-forming elements inside the alloy. The purpose of this treatment is to introduce the optimum amount of soluble reinforcing elements into the solid solution. Quenching, or rapid cooling, of a solid solution obtained by heat treatment for a solid solution gives a supersaturated solid solution at room temperature. Then, during aging, hardening dispersions are formed from this rapidly cooled supersaturated solid solution. Such dispersions can be obtained naturally at ambient temperature or artificially created using aging technology at elevated temperatures. During natural aging, the hardened alloy products are kept at a temperature in the range of -20 to +50 ° C., most preferably at room temperature, for a relatively long period of time. For some alloy compositions, precipitation hardening after quenching during natural aging gives materials with high physical and mechanical properties. During artificial aging, hardened alloys are usually kept at a temperature of from 100 to 190 o C for 5 to 48 hours, so that the precipitation hardened in the finished product.
Степень, до которой может быть повышена прочность алюминиевых сплавов при термической обработке, меняется в зависимости от типа и количества легирующих компонентов. Например, добавление к алюминию меди повышает прочность сплава и в отдельных случаях даже до некоторой степени повышает свариваемость. Дополнительное введение магния в такие сплавы Al-Cu может повысить коррозионную стойкость сплава, улучшить его реакцию на естественное старение (без предварительной холодной обработки) и даже несколько повысить его предел прочности. Однако при относительно низком содержании Mg может наблюдаться ухудшение свариваемости сплава. The degree to which the strength of aluminum alloys can be increased by heat treatment varies depending on the type and amount of alloying components. For example, the addition of copper to aluminum increases the strength of the alloy and, in some cases, even to some extent increases weldability. The additional introduction of magnesium into such Al-Cu alloys can increase the corrosion resistance of the alloy, improve its response to natural aging (without preliminary cold working), and even slightly increase its tensile strength. However, with a relatively low Mg content, a deterioration in the weldability of the alloy can be observed.
Одним из коммерчески доступных сплавов, содержащих как медь, так и магний, является алюминий 2024 (обозначение Aluminium Association). Сплав 2024 имеет следующий состав: 4,4 вес.% Cu, 1,5 вес.% Mg, 0,6 вес.% Mn, остальное алюминий, случайные элементы и посторонние примеси. Этот сплав широко используется благодаря его высокой прочности, хорошей ударной вязкости и хорошей реакции на естественное старение. Однако при некоторых видах закалки сплав получает ограниченную коррозионную стойкость. One commercially available alloy containing both copper and magnesium is aluminum 2024 (designation Aluminum Association). Alloy 2024 has the following composition: 4.4 wt.% Cu, 1.5 wt.% Mg, 0.6 wt.% Mn, the rest is aluminum, random elements and impurities. This alloy is widely used due to its high strength, good toughness and good response to natural aging. However, with some types of quenching, the alloy obtains limited corrosion resistance.
Другой, выпускаемый промышленностью сплав Al-Cu-Mg продается как алюминий 2519 (обозначение Aluminium Association). Этот сплав имеет следующий состав: 5,8 вес.% Cu, 0,2 вес.% Mg, 0,3 вес.% Mn, 0,2 вес.% Zr, 0,06 вес.% Ti, 0,005 вес.% V, остальное алюминий, случайные элементы и посторонние примеси. Сплав 2519, разработанный как улучшенный вариант сплава 2219, в настоящее время используется в военной промышленности, в том числе для изготовления бронированных плит. Another commercially available Al-Cu-Mg alloy is sold as aluminum 2519 (designation Aluminum Association). This alloy has the following composition: 5.8 wt.% Cu, 0.2 wt.% Mg, 0.3 wt.% Mn, 0.2 wt.% Zr, 0.06 wt.% Ti, 0.005 wt.% V, the rest is aluminum, random elements and impurities. Alloy 2519, developed as an improved version of alloy 2219, is currently used in the military industry, including for the manufacture of armored plates.
В соответствии с патентом США N 4772342 добавление серебра к системе Al-Cu-Mg-Mn-V улучшает ее высокотемпературные свойства. Один из вариантов осуществления этого патента представлен следующей композицией: 6,0 вес.% Cu, 0,5 вес.% Mg, 0,4 вес.% Ag, 0,5 вес.% Mn, 0,15 вес.% Zr, 0,10 вес.% V, 0,05 вес.% Si, остальное алюминий. По данным патента наблюдаемое увеличение прочности обусловлено гальваноподобной Ω-фазой на плоскости {111}, появляющейся, когда присутствуют как Mg, так и Ag. Хотя типичные пределы текучести при растяжении частей штампованного стержня, полученного из этого состава, составляют до 75 кфунтов/кв.дюйм (5273 кг/см2), это изобретение не может быть осуществлено с получением такого же уровня прочности при других формах. Когда для сравнения из предпочтительной композиции по данному патенту получают листовой материал, он имеет лишь обычные пределы текучести при растяжении, то есть приблизительно 70 кфунтов/кв.дюйм (4921 кг/см2), по сравнению с обычными пределами текучести 77 кфунтов/кв.дюйм (5413 кг/см2) или выше, получаемыми у эквивалентного листового изделия согласно изобретению. Для штампованных изделий согласно изобретению ожидаются даже более высокие значения прочности, так как для отштампованных стержней и брусков, как известно, характерно повышенное упрочнение структуры.In accordance with US
Целью изобретения является создание изделий для аэрокосмических целей из сплава, имеющего улучшенные сочетания прочности и ударной вязкости. Другая цель состоит в получении таких изделий из сплавов с высоким сопротивлением ползучести, обычно менее 0,1% ползучести через 60000 часов при температуре 130oC и давлении 150 МПа.The aim of the invention is to create products for aerospace purposes from an alloy having improved combinations of strength and toughness. Another goal is to obtain such products from alloys with high creep resistance, usually less than 0.1% creep after 60,000 hours at a temperature of 130 o C and a pressure of 150 MPa.
Еще одной целью является создание улучшенных авиационных сплавов, которые не требуют значительной холодной обработки для получения высокой прочности, особенно при изготовлении кованых и отштампованных изделий, причем учитывается, что всегда может быть необходимо некоторое растяжение, чтобы выпрямить изделие в виде листа или плиты. Само собой разумеется, что такая штамповка может быть использована для изготовления изделий в другой форме. Еще одна цель изобретения состоит в получении изделий из сплава Al-Cu-Mg-Ag-Mn с общей повышенной ударной вязкостью. Другая цель состоит в получении таких изделий из сплавов, которые обладают более высокой прочностью при равных или более высоких свойствах вязкости по сравнению с нештампованными изделиями, изготовленными в соответствии с патентом США 4772342 из содержащей ванадий композиции. Another goal is the creation of improved aviation alloys that do not require significant cold working to obtain high strength, especially in the manufacture of forged and stamped products, and it is taken into account that some stretching may always be necessary to straighten the product in the form of a sheet or plate. It goes without saying that such stamping can be used to manufacture products in another form. Another objective of the invention is to obtain products from an alloy of Al-Cu-Mg-Ag-Mn with an overall increased toughness. Another goal is to obtain alloy products that have higher strength with equal or higher viscosity properties than non-stamped products made in accordance with US
Еще одна основная цель изобретения состоит в получении изделий из сплава для аэрокосмического применения, которые могут использоваться в качестве обшивок фюзеляжей и/или крыльев для следующего поколения сверхзвуковых транспортных самолетов. Еще одна цель состоит в создании сплава для изготовления высокотемпературных поковок, в частности колесных и тормозных деталей звуковых и сверхзвуковых самолетов. Типичными тормозными деталями являются диски рабочих колес и суппорта тормоза самолетов, хотя само собой разумеется, что другие тормозные летали, например тормозной барабан, также могут быть изготовлены из такого сплава для аэрокосмического применения и для другого высокотемпературного транспортного применения. Another main objective of the invention is to obtain alloy products for aerospace applications that can be used as fuselage and / or wing skins for the next generation of supersonic transport aircraft. Another goal is to create an alloy for the manufacture of high temperature forgings, in particular wheel and brake parts of sound and supersonic aircraft. Typical brake parts are impeller disks and aircraft brake calipers, although it goes without saying that other brake flies, such as a brake drum, can also be made of such an alloy for aerospace applications and for other high-temperature transport applications.
Другой целью изобретения является изготовление изделий из алюминиевых сплавов Серии 2000, содержащих незначительное количество или не содержащих Θ компонентов. Еще одна цель настоящего изобретения состоит в получении из сплавов изделий, обладающих повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию. Кроме того, цель настоящего изобретения заключается в создании деталей из алюминиевых сплавов с более хорошим сочетанием прочности и ударной вязкости, чем у алюминия 2219, и более высокой термической прочностью, чем у алюминия 2048, 6013 или 8090/8091. Another objective of the invention is the manufacture of products from aluminum alloys of the 2000 Series, containing a small amount or not containing Θ components. Another objective of the present invention is to obtain from alloys products having increased resistance to corrosion cracking. In addition, the purpose of the present invention is to create parts from aluminum alloys with a better combination of strength and toughness than aluminum 2219, and higher thermal strength than aluminum 2048, 6013 or 8090/8091.
Эти и другие преимущества изобретения достигаются с помощью формируемой при старении конструкционной детали для аэрокосмического применения, имеющей улучшенные сочетания прочности и ударной вязкости. Детали получают преимущественно из не содержащего ванадий алюминиевого сплава, состоящего из: приблизительно 4,85-5,3 вес. % меди, приблизительно 0,5-1,0 вес.% магния, приблизительно 0,4-0,8 вес.% марганца, приблизительно 0,2-0,8 вес.% серебра, приблизительно 0,05-0,25 вес.% циркония, приблизительно до 0,1 вес.% кремния и приблизительно до 0,1 вес.% железа, остальное - алюминий, случайные элементы и посторонние примеси. Изделия в виде листа или плиты, изготовленные из сплава такого состава, при комнатной температуре обычно имеют значения пределов текучести при растяжении приблизительно 77 кфунтов/кв.дюйм (5413 кг/см2) или выше. Изобретение также может быть использовано для изготовления колес самолета и тормозных деталей ковкой или другими известными технологиями, или при изготовлении изделий штамповкой, в том числе, но, не ограничиваясь только ими, таких изделий, как стрингеры крыла самолета или другие отштампованные с вытяжкой изделия. Изделия из сплава согласно изобретению отличаются от изделий, описанных в упомянутом патенте США по нескольким позициям, а именно:
а) добавление Ag согласно изобретению повышает возможность достижения предела прочности при отпуске по T6-типу, а Ag имеет значительно меньшее влияние на пределы прочности при отпуске T8-типа;
б) для сплавов Al-Cu-Mg-Ag с более высоким отношением Cu:Mg, изученных согласно патенту США; пределы прочности T6- и T8-типа аналогичны, но при снижении этого отношения Cu:Mg влияние растяжения на обработку T8-типа сказывается положительно;
в) изделия из этих сплавов показывают, что для прокатанных или кованых изделий могут быть достигнуты пределы прочности равные или даже более высокие, чем приводимые в упомянутом патенте пределы прочности для штампованных изделий, когда отношение Cu:Mg, указанное в патенте, снижается до промежуточного уровня и когда до искусственного старения прикладывается некоторое растяжение;
г) изобретением устанавливается предпочтительное (то есть промежуточное) отношение Cu: Mg, необходимое для достижения таких очень высоких значений предела прочности;
д) изобретение подтверждает также значение добавки Mn для структурного упрочнения;
е) изобретение предлагает Zn в качестве потенциального частичного заменителя более дорогого Ag в альтернативных вариантах осуществления изобретения; и
ж) для улучшения свойств сплава изобретением не предлагается использование ванадия.These and other advantages of the invention are achieved by the use of an aerospace structural part formed during aging, having improved combinations of strength and toughness. Parts are obtained predominantly from a vanadium-free aluminum alloy consisting of: about 4.85-5.3 weight. % copper, about 0.5-1.0 wt.% magnesium, about 0.4-0.8 wt.% manganese, about 0.2-0.8 wt.% silver, about 0.05-0.25 wt.% zirconium, up to about 0.1 wt.% silicon and up to about 0.1 wt.% iron, the rest is aluminum, random elements and impurities. Products in the form of a sheet or plate made of an alloy of this composition at room temperature typically have tensile strengths of approximately 77 kp / in. (5413 kg / cm 2 ) or higher. The invention can also be used for the manufacture of aircraft wheels and brake parts by forging or other known technologies, or in the manufacture of stamping products, including but not limited to products such as airplane wing stringers or other products stamped with a hood. The alloy products according to the invention differ from the products described in the aforementioned US patent in several respects, namely:
a) the addition of Ag according to the invention increases the ability to achieve T6-type tempering strength, and Ag has a significantly lesser effect on T8-type tempering strengths;
b) for Al-Cu-Mg-Ag alloys with a higher Cu: Mg ratio, studied according to US patent; the tensile strengths of the T6- and T8-type are similar, but with a decrease in this Cu: Mg ratio, the effect of tension on the treatment of the T8-type has a positive effect;
c) products from these alloys show that for rolled or forged products, strength limits equal to or even higher than the strength limits for stamped products cited in the aforementioned patent can be achieved when the Cu: Mg ratio specified in the patent is reduced to an intermediate level and when some stretching is applied before artificial aging;
d) the invention establishes the preferred (i.e. intermediate) Cu: Mg ratio necessary to achieve such very high tensile strengths;
d) the invention also confirms the value of the additive Mn for structural hardening;
e) the invention provides Zn as a potential partial substitute for more expensive Ag in alternative embodiments of the invention; and
g) to improve the properties of the alloy, the invention does not propose the use of vanadium.
Другие признаки, цели и преимущества изобретения приводятся в нижеприведенном подробном описании, иллюстрируемом чертежами. Other features, objects, and advantages of the invention are set forth in the following detailed description, illustrated by the drawings.
На фиг. 1 представлен график сравнения величин твердости B по Роквеллу как функции времени старения для заявляемых образцов сплавов C и D из таблицы I, причем оба образца сплава перед искусственным старением при 325oF (163oC) были подвергнуты растяжению на 8% или подвергнуты естественному старению в течение 10 дней;
фиг. 2а - график сравнения величин твердости B по Роквеллу для трех содержащих серебро образцов сплавов Al-Cu-Mg-Mn, образцы K, L и M из таблицы I, причем все образцы перед искусственным старением при 325oF (163oC) были подвергнуты растяжению на 8%;
фиг. 2в - график сравнения величин твердости B по Роквеллу для образцов сплавов K, L и M после того, как каждый образец сплава до искусственного старения при 325oF (163oC) был подвергнут естественному старению в течение 10 дней;
фиг. 3 - график, в котором сравниваются пределы текучести при растяжении сплавов образцов K, L и M после старения каждого сплава до отпуска T8- и T6-типа соответственно;
фиг. 4 - график, в котором сравниваются типичные пределы текучести при растяжении образцов сплавов H, D, J и F из таблицы I, после старения до отпуска T8-типа, а затем подвергнуты воздействию условий, имитирующих условия эксплуатации при числе Маха 2,0;
фиг. 5 - график, в котором сравниваются величины ударной вязкости при напряжении в плоском состоянии (или Kс) с пределами текучести при растяжении для листовых образцов сплавов N, P, Q, R, S, T, U и V из таблицы II после искусственного старения каждого образца до отпуска T8-типа;
фиг. 6 - график, в котором сравниваются величины сопротивления растрескиванию при растяжении при Δaэфф = 0,4 дюйма (1,02 см) с пределами текучести при растяжении для образцов сплавов W, X и Y из таблицы III, растянутых на 0,5, 2 или 8% до искусственного старения при 325oF (163oC);
фиг. 7а - график, в котором сравниваются пределы текучести при растяжении образцов, содержащих цирконий сплавов Z и AA из таблицы III при разном растяжении перед искусственным старением при 325oF (163oC), чтобы показать влияние ванадия;
фиг. 7b - график, в котором сравниваются пределы текучести при растяжении образцов, не содержащих цирконий сплавов CC и DD из таблицы III при разном растяжении перед искусственным старением при 325oF (163oC), чтобы показать влияние ванадия.In FIG. 1 is a graph comparing Rockwell hardness values B as a function of aging time for the inventive alloys C and D from Table I, both alloy samples being 8% elongated or naturally aged prior to artificial aging at 325 ° F (163 ° C) within 10 days;
FIG. 2a is a graph comparing Rockwell hardness values B for three silver-containing samples of Al-Cu-Mg-Mn alloys, samples K, L, and M from Table I, all samples being subjected to artificial aging at 325 ° F (163 ° C) 8% stretch;
FIG. 2c is a graph comparing Rockwell hardness values B for alloy samples K, L, and M after each alloy sample was subjected to natural aging for 10 days prior to artificial aging at 325 ° F (163 ° C);
FIG. 3 is a graph comparing tensile strengths of tensile alloys of samples K, L, and M after aging of each alloy before tempering of the T8- and T6-type, respectively;
FIG. 4 is a graph comparing typical tensile strengths of tensile samples of alloys H, D, J, and F from Table I after aging before tempering of the T8 type, and then subjected to conditions simulating operating conditions with a Mach number of 2.0;
FIG. 5 is a graph comparing toughness values for stresses in a flat state (or K s ) with tensile strengths for sheet samples of N, P, Q, R, S, T, U, and V alloys from Table II after artificial aging each sample prior to T8-type tempering;
FIG. 6 is a graph comparing tensile crack resistance with Δa eff = 0.4 inches (1.02 cm) and tensile yield strengths for samples of alloys W, X, and Y from Table III stretched by 0.5, 2 or 8% before artificial aging at 325 o F (163 o C);
FIG. 7a is a graph comparing tensile strengths of tensile samples containing zirconium alloys Z and AA from Table III under different tensile stresses before artificial aging at 325 ° F (163 ° C) to show the effect of vanadium;
FIG. 7b is a graph comparing tensile strengths of tensile specimens not containing the zirconium CC and DD alloys of Table III under different tensile stresses before artificial aging at 325 ° F (163 ° C) to show the effect of vanadium.
Определения
Для описания предпочтительных составов сплавов, которые приводятся ниже, если не указано особо, процент представляет собой весовой процент (вес.%).Definitions
To describe the preferred compositions of the alloys, which are given below, unless otherwise indicated, the percentage is a weight percent (wt.%).
При рассмотрении любого числового интервала значений подразумевается, что такие интервалы включают каждое и любое число и/или дробное число между указанным минимальным и максимальным значением этого интервала. Например, интервал приблизительно 4,85-5,3% меди будет включать все промежуточные значения 4,86, 4,87, 4,88 и 4,9% и в том числе 5,1, 5,25 и 5,29 Cu. Это же правило применимо для указанных интервалов всех других элементов, приведенных ниже, таких как, например, значение промежуточного отношения Cu:Mg приблизительно между 5 и 9 и более предпочтительно между 6,0 и 7,5. When considering any numerical range of values, it is understood that such intervals include each and any number and / or a fractional number between the specified minimum and maximum value of this interval. For example, an interval of approximately 4.85-5.3% copper will include all intermediate values of 4.86, 4.87, 4.88 and 4.9%, including 5.1, 5.25 and 5.29 Cu . The same rule applies for the indicated intervals of all other elements below, such as, for example, the value of the intermediate ratio Cu: Mg is between about 5 and 9, and more preferably between 6.0 and 7.5.
При упоминании минимального значения прочности подразумевается, что минимальные значения представляют собой уровни, при которых величины, определяющие свойства материала, могут быть гарантированы, или величины, на которых потребитель может обосновывать пределы безопасности при конструировании. В некоторых случаях "минимальные" пределы текучести имеют статистическое обоснование так, что 99% этого изделия соответствует или, как ожидается, будет соответствовать минимуму, обеспеченному с 95%-ной достоверностью. Для целей настоящего изобретения значения прочности сравниваются с значениями, приведенными в патенте США 4772342, когда ни один материал не был произведен (а) в рабочем масштабе; и (б) в достаточных количествах, чтобы измерить статистический минимум. И, хотя пределы прочности могут быть несколько выше, чем минимально гарантированные уровни, принятые при производстве самолетов, они по меньшей мере служат для иллюстрации улучшения прочностных свойств даваемого изобретением по сравнению с значениями других прототипов. When mentioning the minimum value of strength, it is understood that the minimum values are the levels at which the values that determine the properties of the material can be guaranteed, or the values at which the consumer can justify the safety limits during construction. In some cases, the “minimum” yield strengths are statistically justified so that 99% of this product meets or is expected to meet the minimum provided with 95% certainty. For the purposes of the present invention, the strength values are compared with those given in US Pat. No. 4,772,342, when no material was produced (a) on an operational scale; and (b) in sufficient quantities to measure the statistical minimum. And, although the strength limits can be slightly higher than the minimum guaranteed levels adopted in the manufacture of aircraft, they at least serve to illustrate the improvement in the strength properties of the invention compared to the values of other prototypes.
В данном описании понятие "преимущественно не содержащий" означает отсутствие значительного количества такого компонента, преднамеренно добавляемого к композиции для придания сплаву некоторых характеристик, причем само собой разумеется, что в полученном изделии могут быть иногда найдены следы случайных элементов и/или посторонних примесей. Например, преимущественно не содержащий ванадия сплав должен содержать менее чем приблизительно 0,1% V или более предпочтительно менее чем приблизительно 0,03% V, что обусловлено загрязнением случайными добавками или контактом с технологическим оборудованием и/или оборудованием для хранения. Все предпочтительные первые варианты осуществления изобретения преимущественно не содержат ванадий. Кроме того, предпочтительные изделия из рассматриваемых сплавов также преимущественно не содержат кадмий и титан. In this description, the term "predominantly free" means the absence of a significant amount of such a component deliberately added to the composition to impart certain characteristics to the alloy, it goes without saying that traces of random elements and / or impurities can sometimes be found in the resulting product. For example, a predominantly vanadium-free alloy should contain less than about 0.1% V, or more preferably less than about 0.03% V, due to contamination with accidental additives or contact with processing equipment and / or storage equipment. All preferred first embodiments of the invention preferably do not contain vanadium. In addition, preferred products from the alloys in question also preferably do not contain cadmium and titanium.
В последнее время появился повышенный интерес к конструированию и разработке новых сверхзвуковых транспортных самолетов для постепенной замены англо-французских Конкордов. Для высокоскоростных гражданских транспортных (ВСГТ) самолетов необходимы два новых материала: устойчивый к повреждениям материал для нижнего крыла и фюзеляжа; и особо жесткий материал для верхнего крыла самолета. Дополнительный набор требований связан с эксплуатационными характеристиками как при воздействии повышенных температур, так и после такого воздействия. Recently, there has been an increased interest in the design and development of new supersonic transport aircraft for the gradual replacement of Anglo-French Concords. Two new materials are needed for high-speed civilian transport (WGT) aircraft: damage-resistant material for the lower wing and fuselage; and particularly hard material for the upper wing of the aircraft. An additional set of requirements is associated with operational characteristics both when exposed to elevated temperatures, and after such exposure.
Колесные и тормозные детали самолета представляют собой еще один пример применения, при котором алюминиевые сплавы должны иметь улучшенные эксплуатационные характеристики при повышенных температурах. Для колесных и тормозных комплектов будущих высокоскоростных самолетов необходимо повышение термической стабильности и эксплуатационных характеристик, особенно по сравнению с такими сплавами, как алюминий 2014-T6. Wheel and brake parts of an airplane are another example of an application in which aluminum alloys should have improved performance at elevated temperatures. Wheel and brake kits for future high-speed planes require improved thermal stability and performance, especially when compared to alloys such as 2014-T6 aluminum.
Из обычных металлургических сплавов, выпускаемых в виде слитков, алюминий 2219 и 2618 представляют собой два зарегистрированных в настоящее время сплава, предназначенных для использования при повышенной температуре. Оба сплава зарегистрированы Aluminium Association в середине 50-ых годов. Номинальный состав сплава 2219: 6,3 вес.% Cu, 0,3 вес.% Mn, 0,1 вес.% V, 0,15 вес. % Zr, остальное алюминий, случайные элементы и примеси. Для сплава 2618 номинальный состав: 2,3 вес.% Cu, 1,5 вес.% Mg, 1,1 вес.% Fe, 1,1 вес.% Ni, остальное алюминий, случайные элементы и примеси. Оба сплава принадлежат к системам Al-Cu-Mg 2000 серии, но из-за различного отношения Cu:Mg эти два сплава, как полагают, упрочняются с помощью различных средств: 2219 обычно с помощью Θ′-дисперсий, а 2618 с помощью S'-дисперсий.Of the conventional metallurgical alloys produced in the form of ingots, aluminum 2219 and 2618 are two currently registered alloys intended for use at elevated temperatures. Both alloys were registered by the Aluminum Association in the mid-50s. Nominal composition of alloy 2219: 6.3 wt.% Cu, 0.3 wt.% Mn, 0.1 wt.% V, 0.15 wt. % Zr, the rest is aluminum, random elements and impurities. For alloy 2618, the nominal composition: 2.3 wt.% Cu, 1.5 wt.% Mg, 1.1 wt.% Fe, 1.1 wt.% Ni, the rest is aluminum, random elements and impurities. Both alloys belong to the Al-Cu-Mg 2000 series systems, but due to the different Cu: Mg ratios, these two alloys are believed to be hardened by various means: 2219 usually with Θ ′ dispersions, and 2618 with S ' dispersion.
Практическое применение
(а) Изделия в виде листов и плит
Хотя следующее поколение высокоскоростных гражданских транспортных (ВСГТ) самолетов может не быть быстрее современного Конкорда, они, как предполагается, будут крупнее, будут летать на более длинные расстояния и будут перевозить больше пассажиров для того, чтобы эти самолеты были более конкурентноспособны по стоимости с самолетами, имеющими дозвуковую скорость. Для изготовления как нижних крыльев, так и для элементов фюзеляжа таких самолетов следующего поколения будут необходимы материалы, более устойчивые к повреждениям.Practical use
(a) Products in the form of sheets and plates
Although the next generation of high-speed civilian transport (WGT) aircraft may not be faster than modern Concord, they are expected to be larger, fly longer distances and carry more passengers so that these aircraft are more competitive in cost with airplanes, having subsonic speed. For the manufacture of both the lower wings and the fuselage elements of such next-generation aircraft, materials that are more resistant to damage will be needed.
Хотя корпуса различных самолетов могут иметь различный конструктивный принцип, для каждого из них особое значение придается скоростям Маха 2,0 и 2,4 при рабочих напряжениях от 15 до 20 кфунтов/кв.дюйм (1055-1046 кг/см2). Устойчивые к повреждениям материалы будущего, как предполагается, должны удовлетворять некоторым требованиям, связанным с термическим воздействием высоких температур, характерных для эксплуатации при сверхзвуковых скоростях, а именно:
а) в процессе эксплуатации самолета должна наблюдаться минимальная потеря свойств, измеренных при комнатной температуре;
б) необходимы достаточные свойства при сверхзвуковых крейсерских температурах; и
в) минимальные величины допустимой ползучести в процессе эксплуатации самолета. Следует отметить, что для многих описанных ниже опытов воздействие температуры 300oF (149oC) в течение 100 часов служит для моделирования условий эксплуатации при числе Маха 2,0.Although the hulls of various aircraft may have a different design principle, for each of them special importance is attached to Mach speeds of 2.0 and 2.4 at operating voltages of 15 to 20 kf / square inch (1055-1046 kg / cm 2 ). Damage-resistant materials of the future are supposed to satisfy certain requirements related to the thermal effects of high temperatures typical for operation at supersonic speeds, namely:
a) during the operation of the aircraft should be observed minimal loss of properties measured at room temperature;
b) sufficient properties are required at supersonic cruising temperatures; and
c) the minimum values of permissible creep during operation of the aircraft. It should be noted that for many of the experiments described below, the influence of a temperature of 300 o F (149 o C) for 100 hours serves to simulate operating conditions with a Mach number of 2.0.
(б) Поковки
Алюминиевые колеса самолетов, включая колеса для ВСГТ самолетов будущего, периодически подвергаются воздействию высоких температур. При современных системах торможения такие колеса должны иметь стабильные свойства в течение продолжительного периода эксплуатации при 200oF (93oC) и должны быть полностью пригодны к применению после короткого воздействия температур до 400oF (204oC). Колеса также не должны катастрофически выходить из строя при взлете, при котором температуры могут достигать 600oF (315oC). По мере разработки усовершенствованных тормозных систем, как ожидается, такие температуры снизятся на 100-150oF (38-66oC). Для колес самолета при эксплуатации в будущем могут иметь наиболее решающее значение следующие свойства: удельная прочность при обычных условиях, сопротивление коррозии, прочность при повышенных температурах и усталостная прочность. Свойства, имеющие вторичное значение, могут включать способность поддаваться обработке, пластичность, сопротивление ползучести, ударная вязкость, скорость роста усталостных трещин и прочность после воздействия высоких температур.(b) Forgings
Aluminum wheels of aircraft, including wheels for AHGT aircraft of the future, are periodically exposed to high temperatures. With modern braking systems, such wheels must have stable properties for a long period of operation at 200 o F (93 o C) and should be fully suitable for use after a short exposure to temperatures up to 400 o F (204 o C). The wheels also should not crash catastrophically during take-off, at which temperatures can reach 600 o F (315 o C). As advanced brake systems are developed, these temperatures are expected to drop by 100-150 o F (38-66 o C). The following properties may have the most decisive significance for the wheels of an aircraft in future operation: specific strength under ordinary conditions, corrosion resistance, strength at elevated temperatures, and fatigue strength. Secondary properties may include machinability, ductility, creep resistance, impact strength, fatigue crack growth rate and strength after exposure to high temperatures.
Многообещающие значения прочности были получены для нескольких образцов сплавов, изготовленных в виде небольших отливок весом 2 фунта (0,907 кг). Другой набор образцов композиций сплавов представляет собой расплавленные прямой плавкой в литейной форме большие (например, весом более 500 фунтов (227 кг)) лабораторные отливки. Также из сплавов приготовлены наборы отливок весом 20 фунтов (9,07 кг) для изучения влияния как Al, так и Zn на свойства заявляемых сплавов. Образцы композиций сплавов, которые имеют отношение Cu: Mg в интервале от 2,9 до 20, различное содержание Mn и переменное количество Ag и/или Zn, представлены в таблицах I, II и III. Promising strength values have been obtained for several alloy samples made in the form of small castings weighing 2 pounds (0.907 kg). Another set of samples of alloy compositions is large laboratory castings (for example, weighing more than 500 pounds (227 kg)) molten by direct melting in a mold. Also, sets of castings weighing 20 pounds (9.07 kg) were prepared from the alloys to study the effect of both Al and Zn on the properties of the inventive alloys. Samples of alloy compositions that have a Cu: Mg ratio in the range of 2.9 to 20, different Mn contents and a variable amount of Ag and / or Zn are presented in Tables I, II and III.
В таблице IV показано влияние добавления Ag на величину твердости B по Роквеллу и предел прочности при растяжении образцов сплавов Al-Cu-Mg-Mn-(Ag), состаренных до отпуска T6- и T8-типа. Образцы сплавов, содержащие и не содержащие серебро, сгруппированы со сравнительными образцами, имеющими аналогичное отношение Cu:Mg. Table IV shows the effect of the addition of Ag on the Rockwell hardness B and tensile strength of samples of Al-Cu-Mg-Mn- (Ag) alloys aged prior to tempering of the T6 and T8 types. Alloy samples containing and not containing silver are grouped with comparative samples having a similar Cu: Mg ratio.
Влияние Ag
Добавление серебра резко улучшает значения прочности T6-типа и величину твердости по Роквеллу образцов сплавов Al-Cu-Mg-Mn. Например, предел текучести при растяжении до 74,2 кфунтов/кв.дюйм (5216 кг/см2) достигнут для сплава S по сравнению со значением 60,5 кфунтов/кв.дюйм (4232 кг/см2), которое получено в случае не содержащего серебра и нерастянутого сплава, например сплав T из таблицы IV.Ag effect
The addition of silver dramatically improves T6-type strengths and Rockwell hardness values of Al-Cu-Mg-Mn alloy samples. For example, a tensile strength of up to 74.2 psi (5216 kg / cm 2 ) is achieved for alloy S compared to 60.5 psi (4232 kg / cm 2 ) obtained in the case not containing silver and unstretched alloy, for example alloy T from table IV.
Когда серебро присутствует и когда перед искусственным старением проведена небольшая холодная обработка (например, растяжение на <1%) для выравнивания листа с целью проведения старения в соответствии с условиями, характерным для T6-типа, наблюдаются пределы текучести при растяжении T6-типа практически аналогичные типичным значениям предела текучести при растяжении T8-типа, когда степень холодной обработки выше. Например, предел текучести при растяжении 70,4 кфунтов/кв.дюйм (4935 кг/см2) при отпуске T8-типа почти эквивалентен пределу текучести при растяжении 68,3 кфунтов/кв.дюйм (4802 кг/см2) при отпуске T6-типа такого же материала (например, образец сплава Q из таблицы IV).When silver is present and when a small cold treatment has been performed before artificial aging (for example, <1% elongation) to align the sheet for aging in accordance with the conditions characteristic of the T6 type, the yield strengths of the T6 type are almost the same as typical T8-type tensile strength when the degree of cold working is higher. For example, a tensile strength of 70.4 psi (4935 kg / cm 2 ) for T8 type tempering is almost equivalent to a tensile strength of 68.3 psi (4802 kg / cm 2 ) for T6 tempering -type of the same material (for example, a sample of alloy Q from table IV).
На фиг. 1 показано влияние на твердость двух образцов сплавов, имеющих промежуточные значения отношения Cu:Mg, образцы сплавов C и D из таблицы I. При проведении этого сравнения содержащий серебро образец, образец сплава D, имеет почти то же значение твердости независимо от того, растянут ли он на 8% или подвергнут естественному старению в течение 10 дней перед искусственным старением. Не содержащий Ag образец сплава C, однако, имеет значительно более высокую твердость, когда он растянут на 8% вместо непосредственного естественного старения в течение 10 дней. In FIG. Figure 1 shows the effect on the hardness of two alloy samples having intermediate Cu: Mg ratios, alloy samples C and D from Table I. In this comparison, the silver-containing sample, alloy D sample, has almost the same hardness value, regardless of whether it is 8% or naturally aged for 10 days before artificial aging. An Ag-free alloy C sample, however, has a significantly higher hardness when it is stretched by 8% instead of directly naturally aging for 10 days.
Отношение Cu:Mg
На фиг. 2a и 2b представлен график зависимости значения твердости B по Роквеллу от времени старения при 325oF (163oC) для содержащих Ag образцов K, L и M из таблицы I, то есть образцов, которые имеют низкое, промежуточное и высокое отношения Cu:Mg соответственно. Наиболее высокие значения твердости отмечены при отпуске T8-типа образцов сплавов с отношением Cu:Mg от низкого до промежуточного (образцы K и L) и отпуске T6-типа только одного образца сплава, имеющего промежуточное значение отношения Cu:Mg (образец сплава L).Cu: Mg Ratio
In FIG. 2a and 2b are a graph of Rockwell hardness B versus aging time at 325 ° F (163 ° C) for Ag containing samples K, L, and M from Table I, i.e., samples that have a low, intermediate, and high Cu ratio: Mg, respectively. The highest hardness values were observed when tempering T8 type alloy samples with a Cu: Mg ratio from low to intermediate (samples K and L) and tempering T6 type of only one alloy sample having an intermediate Cu: Mg ratio (alloy sample L).
Положительное влияние промежуточных отношений Cu:Mg согласно изобретению также представлено на фиг. 3 и в приведенной ниже таблице V. Оба примера показывают, что образцы сплавов с промежуточным отношением Cu:Mg (например, образец сплава L) имеют наиболее высокий предел текучести при растяжении среди трех образцов, сравниваемых при отпуске T6-типа и T8-типа. The beneficial effects of the intermediate Cu: Mg ratios according to the invention are also shown in FIG. 3 and Table V below. Both examples show that alloy samples with an intermediate Cu: Mg ratio (for example, alloy sample L) have the highest tensile strength among the three samples compared when tempering T6-type and T8-type.
Влияние Mg
Полагают, что при осуществлении изобретения достаточные количества серебра способствует образованию гальваноподобной Ω-фазы на плоскости {111}. При более низких отношениях Cu:Mg, приблизительно 2,9 (4,4 вес.% : 1,5 вес. %), эта Ω-фаза является доминирующей, заменяя GPB-зоны и S'-дисперсии, которые в противном случае образовывались бы у таких сплавов. При более высоких отношениях Cu:Mg, приблизительно 20 (или 6 вес.% : 0,3 вес.%), такие Ω-фазы замещают { 100} GP-зоны и {100} Θ.-дисперсии. При предпочтительных промежуточных отношениях Cu:Mg согласно изобретению Ω-фаза все еще остается преобладающей.The effect of Mg
It is believed that in the practice of the invention, sufficient amounts of silver contribute to the formation of a galvanic-like Ω phase on the {111} plane. At lower Cu: Mg ratios of approximately 2.9 (4.4 wt.%: 1.5 wt.%), This Ω phase is dominant, replacing the GPB zones and S'-dispersions that otherwise formed would have such alloys. At higher Cu: Mg ratios of approximately 20 (or 6 wt.%: 0.3 wt.%), Such Ω phases replace {100} GP zones and {100} Θ . dispersions. With preferred intermediate Cu: Mg ratios according to the invention, the Ω phase is still predominant.
Влияние Mn
B таблице VI показано влияние добавок Mn на типичные свойства при растяжении образцов сплавов Al-Cu-Mg-Mn-(Ag), подвергнутых старению до отпуска T8-типа. Сплавы с двукратным или более высоким содержанием Mn сгруппированы вместе с образцами сплавов сравнения, которые имеют приблизительно то же содержание Ag и то же отношение Cu:Mg.Mn effect
Table VI shows the effect of Mn additives on typical tensile properties of samples of Al-Cu-Mg-Mn- (Ag) alloys subjected to aging before T8-type tempering. Alloys with a twofold or higher Mn content are grouped together with reference alloy samples that have approximately the same Ag content and the same Cu: Mg ratio.
Добавка Mg в количестве около 0,6 вес.% обычно придает изученным образцам сплавов приблизительно 3 кфунта/кв.дюйм (2109 кг/см2) или более дополнительной прочности. Например, содержащий Ag и не содержащий Mn сплав с промежуточным отношением Cu: Mg, образец сплава R, обладает типичным для T8-типа пределом текучести при растяжении 73,4 кфунта/кв.дюйм (5160 кг/см2), тогда как его содержащий Mn эквивалент (образец сплава S) проявляет типичный для T8-типа предел текучести при растяжении 76,2 кфунта/кв.дюйм (5357 кг/см2). На фиг. 4 показано, что прочностные преимущества, приписываемые Mn, не теряются в таких образцах сплавов при длительном выдерживании или в течение 600 часов при 300oF (149oC) или в течение 3000 часов при 275oF (135oC).The addition of Mg in an amount of about 0.6 wt.% Usually gives the studied alloy samples approximately 3 kp / sq. Inch (2109 kg / cm 2 ) or more additional strength. For example, an Ag-containing and Mn-free alloy with an intermediate Cu: Mg ratio, an R alloy sample, has a typical T8-type tensile strength of 73.4 psi (5160 kg / cm 2 ), while it contains The Mn equivalent (alloy sample S) exhibits a typical T8-type tensile strength of 76.2 psi (5357 kg / cm 2 ). In FIG. 4 shows that the strength benefits attributed to Mn are not lost in such alloy samples upon prolonged curing or for 600 hours at 300 ° F (149 ° C) or for 3,000 hours at 275 ° F (135 ° C).
Влияние Zn
Замена цинком по меньшей мере некоторого количества серебра согласно изобретению, как установлено, не оказывает значительного отрицательного влияния на уровень прочности и другие основные свойства изделий из сплава. Напротив, замена цинком серебра дает положительный результат с точки зрения снижения стоимости альтернативных вариантов осуществления изобретения. В таблице VII сравниваются характерные значения прочности для листов из образца сплава, содержащего только серебро (образец сплава W), содержащего только цинк (образец сплава X) и сравнительного образца сплава, содержащего и цинк и серебро (образец сплава Y) после того, как каждый из образцов был подвергнут искусственному старению с последующим растяжением в различной степени - 0,5, 2 и 8%.Effect of Zn
Replacing zinc with at least a certain amount of silver according to the invention, as established, does not have a significant negative impact on the level of strength and other basic properties of alloy products. On the contrary, replacing silver with zinc gives a positive result in terms of reducing the cost of alternative embodiments of the invention. Table VII compares the characteristic strength values for sheets of a sample of an alloy containing only silver (sample of alloy W) containing only zinc (sample of alloy X) and a comparative sample of an alloy containing both zinc and silver (sample of alloy Y) after each of the samples was subjected to artificial aging, followed by stretching to various degrees - 0.5, 2 and 8%.
Ударная вязкость
Проведено сравнение сочетаний прочности и ударной вязкости для различных образцов сплавов Al-Cu-Mg-Mn-(Ag-Zn), которое иллюстрируется фиг. 5 и 6. Данные фиг. 5 обобщены ниже в таблице VIII.Impact strength
A combination of strength and toughness is compared for different samples of Al-Cu-Mg-Mn- (Ag-Zn) alloys, which is illustrated in FIG. 5 and 6. The data of FIG. 5 are summarized below in table VIII.
Из представленных данных видно, что содержащие серебро сплавы с промежуточным отношением Cu:Mg (сплав S на фиг. 5 и сплав W на фиг. 6) дают наиболее хорошее сочетание прочности и ударной вязкости. Сплав, в котором произведена частичная замена серебра цинком (сплав Y), имеет почти такое же высокое сочетание прочностных и вязких свойств. From the presented data it is seen that silver-containing alloys with an intermediate ratio Cu: Mg (alloy S in Fig. 5 and alloy W in Fig. 6) give the best combination of strength and toughness. An alloy in which silver is partially replaced by zinc (alloy Y) has almost the same high combination of strength and viscous properties.
Один из сплавов, испытанных выше, образец сплава Q, имеет большое сходство с композицией некоторых примеров из патента США 4772342. В таблице IX сравниваются типичные значения пределов текучести при растяжении в упомянутом патенте со значениями пределов текучести при растяжении образца Q, которые получены согласно изобретению. Можно отметить, что по патенту получены значения предела прочности при растяжении до 75 кфунтов/кв.дюйм (5273 кг/см2) для штампованных стержней. Но листы с аналогичным составом, полученные заявителями данной заявки для целей сравнения, имеют типичные пределы прочности при растяжении от 68 до 70 кфунтов/кв.дюйм (4780-4921 кг/см2). Один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, образец сплава S, имеет предел текучести при растяжении 77 кфунтов/кв.дюйм (5413 кг/см2) при отпуске T8-типа, или на 10% выше, чем типичные пределы текучести при растяжении, которые для сравнения получены при использовании композиций в соответствии с патентом США в виде листового изделия. По-видимому, образец сплава S будет давать даже более высокие уровни прочности, если его изготовить в виде отштампованного изделия, так как отштампованные стержни и бруски, как известно, обладают улучшенной упрочняющей структурой.One of the alloys tested above, a sample of alloy Q, bears great resemblance to the composition of some examples from US Pat. No. 4,772,342. Table IX compares typical tensile strengths in said patent with tensile strengths of sample Q obtained according to the invention. It can be noted that according to the patent, tensile strengths of up to 75 kPi / sq. Inch (5273 kg / cm 2 ) are obtained for stamped rods. But sheets with a similar composition, obtained by the applicants of this application for comparison purposes, have typical tensile strengths from 68 to 70 kPi / square inch (4780-4921 kg / cm 2 ). One of the preferred embodiments of the invention, an alloy S sample, has a tensile strength of 77 kp / square inch (5413 kg / cm 2 ) upon tempering of the T8 type, or 10% higher than typical tensile strengths that are for comparisons are obtained using compositions in accordance with the US patent in the form of a sheet product. Apparently, the alloy S sample will give even higher strength levels if it is manufactured in the form of a stamped product, since stamped rods and bars are known to have an improved reinforcing structure.
Дополнительные образцы для испытаний при растяжении были искусственно состарены способом T6-типа и T8-типа, затем подвергнуты воздействию повышенной температуры, что моделирует условия эксплуатации при числе Маха 2,0. Такое воздействие включает термическую обработку при 300oF (149oC) в течение 600 часов и при 275oF (135oC) в течение 3000 часов. После выдерживания при 300oF (149oC) в течение 600 часов типичные для T8-типа пределы текучести при растяжении изобретения падают приблизительно только на 8-12 кфунтов/кв.дюйм (562-844 кг/см2). Несколько меньшая потеря - только от 5 до 10 кфунтов/кв. дюйм (351-703 кг/см2) наблюдается после выдерживания при 275oF (135oC) в течение 3000 часов. Такие уровни прочности, тем не менее, составляют значительное высокотемпературное улучшение свойств по сравнению с минимальными уровнями, наблюдаемыми в случае алюминия 2618 и других существующих сплавов.Additional tensile test specimens were artificially aged by the T6-type and T8-type method, then subjected to elevated temperature, which simulates operating conditions with a Mach number of 2.0. Such exposure includes heat treatment at 300 ° F (149 ° C) for 600 hours and at 275 ° F (135 ° C) for 3,000 hours. After keeping at 300 ° F (149 ° C) for 600 hours, the typical T8-type tensile strengths of the invention fall by only about 8-12 psi (562-844 kg / cm 2 ). A slightly smaller loss is only 5 to 10 kf / sq. an inch (351-703 kg / cm 2 ) is observed after standing at 275 o F (135 o C) for 3000 hours. Such strength levels, however, constitute a significant high-temperature improvement in properties compared to the minimum levels observed in the case of aluminum 2618 and other existing alloys.
Из данных, представленных на фиг. 7а для обоих содержащих цирконий сплавов, видно, что приблизительно эквивалентные значения типичной прочности (различия составляют менее чем 1 кфунт/кв.дюйм (70,3 кг/см2) получены для образцов сплавов Z и AA независимо от величины растяжения, которому подвергнуты эти две сравнительные композиции, отличающиеся главным образом содержанием ванадия. Хотя в их не содержащих цирконий эквивалентах (образцы сплавов CC и DD на фиг. 7b) ванадий фактически оказывает отрицательное влияние на наблюдаемые характерные значения прочности.From the data presented in FIG. 7a for both zirconium-containing alloys, it is seen that approximately equivalent values of typical strength (differences of less than 1 kp / square inch (70.3 kg / cm 2 ) were obtained for samples of Z and AA alloys regardless of the magnitude of the tensile stress two comparative compositions, differing mainly in vanadium content, although in their zirconium-free equivalents (samples of CC and DD alloys in Fig. 7b), vanadium actually has a negative effect on the observed characteristic strength values.
В случае одной из конкретных форм изделия, кованых колес самолета, изготовленных из композиции, содержащей 5,1 вес.% меди, 0,79 вес.% магния, 0,55 вес. % серебра, 0,62 вес.% марганца, 0,14 вес.% циркония, остальное - алюминий и случайные элементы и примеси, наблюдаются немного более низкие типичные пределы текучести порядка 72 кфунтов/кв.дюйм (5062 кг/см2). Однако полагают, что такое незначительное снижение прочности является результатом медленной закалки, проводимой у этих колес для снижения остаточных напряжений у готового изделия. Образцы этих колес также были подвергнуты старению при немного более высокой температуре, чем предпочтительная конечная температура старения, чтобы более точно смоделировать промышленные условия.In the case of one of the specific forms of the product, forged wheels of an airplane made of a composition containing 5.1 wt.% Copper, 0.79 wt.% Magnesium, 0.55 wt. % silver, 0.62 wt.% manganese, 0.14 wt.% zirconium, the rest is aluminum and random elements and impurities, slightly lower typical yield stresses of the order of 72 psi (5062 kg / cm 2 ) are observed. However, it is believed that such a slight decrease in strength is the result of a slow hardening conducted on these wheels to reduce residual stresses on the finished product. Samples of these wheels were also aged at a slightly higher temperature than the preferred final aging temperature to more accurately simulate industrial conditions.
Исходя из вышесказанного полагают, что наиболее предпочтительные варианты сплавов согласно изобретению должны содержать 5,0 вес.% Cu, всего приблизительно 0,8 вес. % Mg и приблизительно 0,5 вес.% Ag, при содержании Mn приблизительно 0,6 вес.% и Zr - приблизительно 0,15 вес.%. Based on the foregoing, it is believed that the most preferred alloys according to the invention should contain 5.0 wt.% Cu, a total of approximately 0.8 wt. % Mg and about 0.5 wt.% Ag, with a Mn content of about 0.6 wt.% And Zr of about 0.15 wt.%.
Имея описанные выше предпочтительные варианты выполнения, следует понимать, что изобретение может быть реализовано другим образом в рамках объема прилагаемой формулы изобретения. Having the preferred embodiments described above, it should be understood that the invention may be implemented in another way within the scope of the appended claims.
Claims (32)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113354A RU2162115C1 (en) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | Forged or formed construction part of vanadium free aluminium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113354A RU2162115C1 (en) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | Forged or formed construction part of vanadium free aluminium alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2162115C1 true RU2162115C1 (en) | 2001-01-20 |
RU99113354A RU99113354A (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=20221616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99113354A RU2162115C1 (en) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | Forged or formed construction part of vanadium free aluminium alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2162115C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524288C2 (en) * | 2009-01-22 | 2014-07-27 | Алкоа Инк. | Perfected aluminium-copper alloys containing vanadium |
-
1997
- 1997-03-05 RU RU99113354A patent/RU2162115C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524288C2 (en) * | 2009-01-22 | 2014-07-27 | Алкоа Инк. | Perfected aluminium-copper alloys containing vanadium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU99113354A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2477331C2 (en) | Product from aluminium alloy with high resistance to damages, namely to be used in aviation and space industry | |
RU2404276C2 (en) | PRODUCT FROM HIGH-STRENGTH, HIGH-VISCOSITY Al-Zn ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT | |
RU2109835C1 (en) | Low-density aluminum-based alloy and material of manufacturing product therefrom | |
RU2359055C2 (en) | Aluminium-copper-magnesium alloys, allowing subsidiary additives of lithium | |
RU2353693C2 (en) | ALLOY Al-Zn-Mg-Cu | |
CA2627070C (en) | Al-cu-mg alloy suitable for aerospace application | |
RU2353699C2 (en) | PRODUCT MADE OF DEFORM HIGH-STRENGTH ALLOY Al-Zn AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT | |
EP0020505B2 (en) | Method of producing aluminum alloys | |
RU2497967C2 (en) | Improved aluminium-copper-lithium alloys | |
US11976347B2 (en) | Al—Zn—Cu—Mg alloys and their manufacturing process | |
CN1325682C (en) | Al-cu alloy with high toughness | |
US5879475A (en) | Vanadium-free, lithium-free aluminum alloy suitable for forged aerospace products | |
US5630889A (en) | Vanadium-free aluminum alloy suitable for extruded aerospace products | |
US5389165A (en) | Low density, high strength Al-Li alloy having high toughness at elevated temperatures | |
JP2008506842A (en) | Aerospace 2000 series alloy with high damage resistance | |
DE202006020514U1 (en) | 2000 series alloys with damage tolerance performance for aerospace applications | |
US5652063A (en) | Sheet or plate product made from a substantially vanadium-free aluminum alloy | |
US20050150578A1 (en) | Metallurgical product and structure member for aircraft made of Al-Zn-Cu-Mg alloy | |
CN114540674A (en) | High strength and high fracture toughness 7XXX series aerospace alloy products | |
US5800927A (en) | Vanadium-free, lithium-free, aluminum alloy suitable for sheet and plate aerospace products | |
US5665306A (en) | Aerospace structural member made from a substantially vanadium-free aluminum alloy | |
RU2162115C1 (en) | Forged or formed construction part of vanadium free aluminium alloy | |
US20070151637A1 (en) | Al-Cu-Mg ALLOY SUITABLE FOR AEROSPACE APPLICATION | |
CN112218963B (en) | Aluminium alloy and over-aged aluminium alloy products made from such an alloy | |
EP0214381A1 (en) | Aluminum-lithium alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090306 |