RU2224811C2 - Литейный сплав на основе алюминия - Google Patents
Литейный сплав на основе алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224811C2 RU2224811C2 RU2002114285/02A RU2002114285A RU2224811C2 RU 2224811 C2 RU2224811 C2 RU 2224811C2 RU 2002114285/02 A RU2002114285/02 A RU 2002114285/02A RU 2002114285 A RU2002114285 A RU 2002114285A RU 2224811 C2 RU2224811 C2 RU 2224811C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- alloy
- copper
- manganese
- nickel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, и может быть использовано в машиностроении, судостроительной и авиационной промышленности, например, при создании деталей двигателей. Предложен литейный сплав на основе алюминия, содержащий магний, кремний, медь, титан, цирконий, железо, при этом он дополнительно содержит хром, молибден, вольфрам, марганец, кобальт, никель, бор и углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 3,0-22,0, кремний 2,8-10,0, медь 0,5-2,5, титан 0,05-1,0, цирконий 0,05-1,0, железо 0,05-1,0, хром 0,05-1,0, молибден 0,05-0,3, вольфрам 0,05-0,5, марганец 0,05-1,0, кобальт 0,05-1,5, никель 0,05-1,5, бор 0,05-1,0, углерод 0,05-0,5, алюминий остальное. Технический результат - повышение технологических свойств сплава в сочетании с высокой прочностью, жаропрочностью и коррозионной стойкостью. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия. Оно может быть использовано в машиностроении, судостроительной и авиационной промышленности, например, при создании деталей двигателей.
Известен литейный сплав на основе алюминия (Япония, патент №06-212334, 1994, 08.02, С 22 С 21/02), содержащий, мас.%:
Кремний 0,1 - 20,0
Магний 0,1 - 10,0
Медь 0,1 - 5,0
Бериллий 0,0005 - 0,01
Алюминий Основа
Сплав предназначен для точного литья при современных технологических процессах, однако прочностные свойства этого сплава невысоки.
Наиболее близким по технической сути аналогом является литейный сплав на основе алюминия (RU 2052530 С1, С 22 С 21/04, 20.01.1996). Алюминиевый сплав, полученный методом литья, содержит, мас.%:
Кремний 7,5 - 10,0
Медь 2,0 - 4,5
Магний 0,3 - 0,45
Титан 1,0 - 0,35
Цирконий 0,1 - 0,25
Стронций 0,01 - 0,2
Германий 0,05 - 0,2
Железо 0,3 - 1,2
Алюминий Остальное
Сплав обладает высокими механическими свойствами при комнатной температуре. К его недостаткам относятся дороговизна и дефицитность отдельных компонентов сплава (германий и стронций), а также низкий уровень жаропрочности, обусловленный фазовым составом.
Технической задачей настоящего изобретения является создание литейного сплава на основе алюминия с повышенным уровнем свойств путем дополнительного введения хрома, молибдена, вольфрама, марганца, кобальта, никеля, бора и углерода при определенном количестве этих компонентов, чтобы обеспечить формирование эвтектики с высокой температурой плавления, повышение коррозионных, жаропрочных и триботехнических характеристик.
Задача решается введением в сплав на основе алюминия, содержащий магний, кремний, медь, титан, цирконий, железо, дополнительно хрома, молибдена, вольфрама, марганца, кобальта, никеля, бора и углерода при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Магний 3,0 - 22,0
Кремний 2,8 - 10,0
Медь 0,5 - 2,5
Титан 0,05 - 1,0
Цирконий 0,05 - 1,0
Железо 0,05 - 1,0
Хром 0,05 - 1,0
Молибден 0,05 - 0,3
Вольфрам 0,05 - 0,5
Марганец 0,05 - 1,0
Кобальт 0,05 - 1,5
Никель 0,05 - 1,5
Бор 0,05 - 1,0
Углерод 0,05 - 0,5
Алюминий Остальное
Существенными признаками сплава являются наличие магния, кремния, меди, титана, циркония, марганца, железа. Отличительными существенными признаками являются наличие в сплаве, мас.%: хрома - 0,05-1,0, молибдена - 0,05-0,3, вольфрама - 0,05-0,5, марганца – 0,05-1,0, кобальта – 0,05-1,5, никеля - 0,05-1,5, бора - 0,05-1,0 и углерода - 0,05-0,5, причем магний содержится в количестве 3,0-22,0, кремний - 2,8-10,0, медь 0,5-2,5, титан - 0,05-1,0, цирконий - 0,05-1,0, железо - 0,05-1,0. Сущность заявляемого изобретения заключается в применении известных компонентов в сочетании с вновь вводимыми компонентами в определенном количестве, что обеспечивает появление улучшенных технологических свойств сплава в сочетании с высокой прочностью, жаропрочностью и коррозионной стойкостью.
Кремний совместно с магнием формирует эвтетику с высокой (595°С) температурой плавления, что обеспечивает повышенную жаростойкость и жидкотекучесть.
Медь, марганец, никель, кобальт способствуют достижению высоких прочностных свойств при сохранении достаточной пластичности. Упрочняющий эффект при их введении достигается за счет легирования твердого раствора на основе алюминия, а также за счет появления в структуре метастабильных и стабильных фаз, образующихся при частичном распаде пересыщенного твердого раствора при кристаллизации или последующей термической обработке. Эти элементы оказывают влияние на взаимную диффузионную подвижность атомов и повышают жаропрочность сплава. Медь входит в состав металлических соединений с участием переходных металлов, устойчивых при повышенных температурах, что также способствует повышению жаропрочности сплава. При содержании в сплаве меди, марганца, никеля и кобальта ниже указанных пределов их влияние на прочность и жаропрочность незначительно.
Титан, цирконий, хром совместно с бором и углеродом оказывают модифицирующее воздействие. Образование в расплаве карбидов и боридов этих металлов приводит к измельчению макро- и микроструктуры слитков.
Введение добавок никеля, молибдена и вольфрама повышает жаростойкость и прочностные свойства сплава.
Выплавка опытных слитков производится в электрических печах сопротивления с использованием различных тиглей. В предварительно нагретый тигель загружают чушки алюминия и температуру расплава доводят до 800°С. После расплавления шихты температуру расплава повышают до 830-840°С и последовательно вводят алюминиевые лигатуры. При растворении лигатур расплав тщательно перемешивают при температуре 840°С, затем производят рафинирование азотом или хлором. Возможно использование различных фторсодержащих флюсов. Далее дают сплаву выстояться в течение 0,5 часа, снимают шлак и окисные пленки и, понизив температуру сплава до 780°С, производят разливку сплава в металлический кокиль для получения качественных отливок.
Примеры химических составов и свойств сплавов приведены в таблице. Механические испытания на растяжение проводили на установке У-2-2-1252. Образец выдерживался без нагрузки 0,5 часа при температуре испытания (время стабилизации) с последующим нагруженном его до разрушения. Скорость испытания 10-3с-1, диаметр образца 3 мм, длина рабочей части - 18 мм.
Триботехнические испытания проводили на установке МЛТ-1 (Проблемы трибологии, 1996, №2, с. 23-31) по схеме "сфера - плоскость" в квазистатическом (Р=22 Н) и динамическом (амплитуда 10 Н, частота 25 Гц) режимах нагружения. Критерием оценки служили показатели износа (Is, Id) глубины дорожек трения на участках соответственно квазистационарного и динамического режимов нагружения (Nowe kerunki technology, IPPT PAN, Warszawa, 1999, c.313-316).
Коррозионную стойкость сплавов изучали гравиметрическим методом. Скорость коррозии (Vкор) рассчитывали при испытании образцов в растворе 3% NаACl в течение 77 суток.
Заявляемый сплав по комплексу свойств (литейным, триботехническим, коррозионным характеристикам и жаропрочности), а также с учетом получения его методом литья превосходит известные современные литейные сплавы.
Заявляемое изобретение может быть использовано для получения методом литья крупногабаритных, монолитных слитков повышенной прочности для нужд автомобильной, авиационной и судостроительной промышленности.
Claims (1)
- Литейный сплав на основе алюминия, содержащий магний, кремний, медь, титан, цирконий, железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хром, молибден, вольфрам, марганец, кобальт, никель, бор и углерод при следующем соотношении компонентов, маc.%:Магний 3,0-22,0Кремний 2,8-10,0Медь 0,5-2,5Титан 0,05-1,0Цирконий 0,05-1,0Железо 0,05-1,0Хром 0,05-1,0Молибден 0,05-0,3Вольфрам 0,05-0,5Марганец 0,05-1,0Кобальт 0,05-1,5Никель 0,05-1,5Бор 0,05-1,0Углерод 0,05-0,5Алюминий Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002114285/02A RU2224811C2 (ru) | 2002-06-03 | 2002-06-03 | Литейный сплав на основе алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002114285/02A RU2224811C2 (ru) | 2002-06-03 | 2002-06-03 | Литейный сплав на основе алюминия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002114285A RU2002114285A (ru) | 2003-12-10 |
| RU2224811C2 true RU2224811C2 (ru) | 2004-02-27 |
Family
ID=32172755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002114285/02A RU2224811C2 (ru) | 2002-06-03 | 2002-06-03 | Литейный сплав на основе алюминия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2224811C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453622C2 (ru) * | 2005-05-19 | 2012-06-20 | Алюминиум Ленд Гмбх Унд Ко Кг | Алюминиевый сплав и его применение в способах литья под давлением |
| US9038704B2 (en) | 2011-04-04 | 2015-05-26 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Aluminum alloy compositions and methods for die-casting thereof |
| CN105256182A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-20 | 安徽天祥空调科技有限公司 | 一种空调散热器用高耐腐蚀轻薄型铝合金片及其制备方法 |
| RU2606141C1 (ru) * | 2013-07-22 | 2017-01-10 | Немак Линц Гмбх | Высокожаропрочный литейный алюминиевый сплав и отливки для двигателей внутреннего сгорания, отлитые из такого сплава |
-
2002
- 2002-06-03 RU RU2002114285/02A patent/RU2224811C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453622C2 (ru) * | 2005-05-19 | 2012-06-20 | Алюминиум Ленд Гмбх Унд Ко Кг | Алюминиевый сплав и его применение в способах литья под давлением |
| US9038704B2 (en) | 2011-04-04 | 2015-05-26 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Aluminum alloy compositions and methods for die-casting thereof |
| RU2606141C1 (ru) * | 2013-07-22 | 2017-01-10 | Немак Линц Гмбх | Высокожаропрочный литейный алюминиевый сплав и отливки для двигателей внутреннего сгорания, отлитые из такого сплава |
| CN105256182A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-20 | 安徽天祥空调科技有限公司 | 一种空调散热器用高耐腐蚀轻薄型铝合金片及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3929489B2 (ja) | マグネシウム合金 | |
| KR100199362B1 (ko) | 다이 캐스팅용 알루미늄 합금 및 그를 사용한 볼 조인트 | |
| CN111032897A (zh) | 形成铸造铝合金的方法 | |
| JP6496809B2 (ja) | ダイキャスト用の、耐クリープ性、延性マグネシウム合金 | |
| Yi et al. | Effect of minor Zr and Sc on microstructures and mechanical properties of Al–Mg–Si–Cu–Cr–V alloys | |
| Feng et al. | Effects of combined addition of Y and Ca on microstructure and mechanical properties of die casting AZ91 alloy | |
| Shin et al. | Effects of high Zn content on the microstructure and mechanical properties of Al–Zn–Cu gravity-cast alloys | |
| US4388270A (en) | Rhenium-bearing copper-nickel-tin alloys | |
| Samuel et al. | Effect of alloying elements and dendrite arm spacing on the microstructure and hardness of an Al-Si-Cu-Mg-Fe-Mn (380) aluminium die-casting alloy | |
| Jain et al. | Effect of Si on phase equilibria, mechanical properties and tribological behaviour of Al-Cu alloy | |
| RU2224811C2 (ru) | Литейный сплав на основе алюминия | |
| Nwambu et al. | Effect of molybdenum and cobalt addition on structure and mechanical properties of Aluminium-12.5% Silicon alloy | |
| Patel et al. | Microstructure, mechanical properties and corrosion behaviour of Mg-Cu and Mg-Cu-Mn alloys | |
| Mathai et al. | Effect of silicon on microstructure and mechanical properties of Al-Si piston alloys | |
| Shuai et al. | Enhanced strengthening by two-step progressive solution and aging treatment in AM50− 4%(Zn, Y) magnesium alloy | |
| Ahmad et al. | Effect of superheating on iron-rich plate-type compounds in aluminium-silicon alloys | |
| US7156931B2 (en) | Magnesium-base alloy and method for the production thereof | |
| Tash et al. | Study of solidification thermal analysis, microstructure and mechanical characteristics of A384 cast alloy treated with rare earth (Sm, Tb, Ce and La) elements | |
| Garza-Elizondo et al. | Phase precipitation in transition metal-containing 354-type alloys | |
| Deev et al. | crystallization behavior and properties of hypereutectic Al-Si alloys with different iron content | |
| CN110527872A (zh) | 一种亚共晶铝硅合金及其制备方法 | |
| RU2026401C1 (ru) | Жаропрочный сплав | |
| UA72560C2 (ru) | Translated By PlajЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ | |
| Patel et al. | Influence of Al-3Ti-0.15 C and Ce on Microstructure and Tensile Properties of Al-Si-Cu 319 alloy | |
| Mohsen et al. | Novel high strength Al-10.5 Si-3.4 Cu-0.2 Mg alloy produced through two-stage solution heat treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140604 |