RU2233345C1 - Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy - Google Patents
Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233345C1 RU2233345C1 RU2003100484/02A RU2003100484A RU2233345C1 RU 2233345 C1 RU2233345 C1 RU 2233345C1 RU 2003100484/02 A RU2003100484/02 A RU 2003100484/02A RU 2003100484 A RU2003100484 A RU 2003100484A RU 2233345 C1 RU2233345 C1 RU 2233345C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- aluminum
- silicon
- iron
- deformable
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к металлургии сплавов, в частности деформируемых термически неупрочняемых сплавов, предназначенных для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала.The present invention relates to the metallurgy of alloys, in particular deformable thermally unstrengthened alloys intended for use in the form of deformed semi-finished products as a structural material.
Известны в металлургии конструкционные деформируемые термически неупрочняемые сплавы на основе алюминия (см. ГОСТ 4784-74), в частности сплав АМг6 следующего химического состава, мас.%:Known in metallurgy are structural deformable thermally unstrengthened alloys based on aluminum (see GOST 4784-74), in particular, AMg6 alloy of the following chemical composition, wt.%:
Магний 5,8-6,8Magnesium 5.8-6.8
Марганец 0,5-0,8Manganese 0.5-0.8
Титан 0,02-0,1Titanium 0.02-0.1
Бериллий 0,0002-0,005Beryllium 0.0002-0.005
Алюминий ОстальноеAluminum Else
Однако существующий сплав имеет низкие прочностные характеристики, в частности низкий предел текучести деформированных полуфабрикатов в отожженном и в горячедеформированном состояниях.However, the existing alloy has low strength characteristics, in particular, a low yield strength of deformed semi-finished products in annealed and hot-deformed conditions.
Известен деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, предназначенный для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала (см. патент RU №2085607, М.кл. С 22 С 21/06 - прототип), следующего химического состава, мас.%:Known deformable thermally unstrengthened alloy based on aluminum, intended for use in the form of deformed semi-finished products as a structural material (see patent RU No. 2085607, Mcl C 22 C 21/06 - prototype), the following chemical composition, wt.%:
Магний 3,9-4,9Magnesium 3.9-4.9
Титан 0,01-0,1Titanium 0.01-0.1
Бериллий 0,0001-0,005Beryllium 0.0001-0.005
Цирконий 0,05-0,15Zirconium 0.05-0.15
Скандий 0,20-0,50Scandium 0.20-0.50
Церий 0,001-0,004Cerium 0.001-0.004
Алюминий ОстальноеAluminum Else
Известный сплав имеет недостаточно высокие характеристики статической прочности, вязкости разрушения и циклической трещиностойкости при высокой технологичности в металлургическом производстве, высокой коррозионной стойкости, хорошей свариваемости и высокой работоспособности при криогенных температурах.The known alloy has insufficiently high characteristics of static strength, fracture toughness and cyclic crack resistance with high processability in metallurgical production, high corrosion resistance, good weldability and high performance at cryogenic temperatures.
Предлагается конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, титан, бериллий, цирконий, скандий и церий, который дополнительно содержит марганец и группу элементов, включающую железо и кремний, и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:A structural deformable thermally non-hardenable aluminum-based alloy is proposed, containing magnesium, titanium, beryllium, zirconium, scandium and cerium, which additionally contains manganese and a group of elements including iron and silicon, and the components are taken in the following ratio, wt.%:
Магний 5,0-5,6Magnesium 5.0-5.6
Титан 0,01-0,03Titanium 0.01-0.03
Бериллий 0,0002-0,005Beryllium 0.0002-0.005
Цирконий 0,05-0,12Zirconium 0.05-0.12
Скандий 0,16-0,26Scandium 0.16-0.26
Церий 0,0002-0,0009Cerium 0,0002-0,0009
Марганец 0,15-0,5Manganese 0.15-0.5
Группа элементов, включающаяA group of elements including
железо и кремний 0,05-0,12iron and silicon 0.05-0.12
Алюминий ОстальноеAluminum Else
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.however, the ratio of iron to silicon should be equal to or greater than unity.
Предлагаемый сплав отличается от известного тем, что он дополнительно содержит марганец и группу элементов, включающую железо и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The proposed alloy differs from the known one in that it additionally contains manganese and a group of elements, including iron and silicon, in the following ratio of components, wt.%:
Магний 5,0-5,6Magnesium 5.0-5.6
Титан 0,01-0,03Titanium 0.01-0.03
Бериллий 0,0002-0,005Beryllium 0.0002-0.005
Цирконий 0,05-0,12Zirconium 0.05-0.12
Скандий 0,16-0,26Scandium 0.16-0.26
Церий 0,0002-0,0009Cerium 0,0002-0,0009
Марганец 0,15-0,5Manganese 0.15-0.5
Группа элементов, включающаяA group of elements including
железо и кремний 0,05-0,12iron and silicon 0.05-0.12
Алюминий ОстальноеAluminum Else
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.however, the ratio of iron to silicon should be equal to or greater than unity.
Технический результат – повышение характеристик статической и динамической прочности сплава, что позволяет повысить ресурс, надежность и характеристики весовой отдачи конструкций, работающих в условиях статических и динамических нагрузок, в частности конструкций летательных аппаратов, в том числе работающих на криогенном топливе.The technical result is an increase in the characteristics of the static and dynamic strength of the alloy, which allows to increase the resource, reliability and weight return characteristics of structures operating under static and dynamic loads, in particular aircraft structures, including those operating on cryogenic fuel.
При предлагаемом содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве за счет вторичных выделений мелкодисперсных интерметаллидов, содержащих в своем составе алюминий, скандий, цирконий и другие переходные металлы, входящие в состав сплава, обеспечивается высокий уровень статической прочности. В то же время достаточно пластичная матрица, представляющая собой, в основном, твердый раствор магния и марганца в алюминии, за счет высокого запаса пластичности обеспечивает высокую сопротивляемость сплава развитию трещины при статическом и циклическом нагружении. Регламентируемая величина отношения содержания железа к содержанию кремния при их достаточно низком суммарном содержании оптимизирует морфологию первичных интерметаллидов кристаллизационного происхождения, содержащих, в основном, алюминий, железо и кремний, способствующих некоторому повышению статической прочности сплава при сохранении пластичности.With the proposed content and ratio of components in the proposed alloy due to the secondary emissions of finely dispersed intermetallic compounds containing aluminum, scandium, zirconium and other transition metals included in the alloy, a high level of static strength is ensured. At the same time, a sufficiently plastic matrix, which is mainly a solid solution of magnesium and manganese in aluminum, due to the high plasticity margin, provides high resistance of the alloy to crack development under static and cyclic loading. The regulated value of the ratio of the iron content to the silicon content at their sufficiently low total content optimizes the morphology of the primary intermetallic compounds of crystallization origin, containing mainly aluminum, iron and silicon, which contribute to some increase in the static strength of the alloy while maintaining ductility.
Пример.Example.
С использованием в качестве шихты алюминия марки А99, магния Mг90, двойных лигатур алюминий–титан, алюминий–бериллий, алюминий–цирконий, алюминий–скандий, алюминий–церий, алюминий–марганец, алюминий–железо и силумина в электропечи готовили расплав и методом полунепрерывного литья отливали плоские слитки сечением 165×550 мм из сплава предлагаемого состава с минимальным (состав 1), оптимальным (состав 2), максимальным (состав 3) содержанием компонентов, запредельным содержанием компонентов (составы 4, 5), а также из известного (состав 6) сплава (табл. 1).Using a mixture of aluminum of grade A99, magnesium Mg90, double alloys aluminum – titanium, aluminum – beryllium, aluminum – zirconium, aluminum – scandium, aluminum – cerium, aluminum – manganese, aluminum – iron and silumin in an electric furnace, the melt was prepared using the semi-continuous method flat ingots with a section of 165 × 550 mm were cast from the alloy of the proposed composition with a minimum (composition 1), optimal (composition 2), maximum (composition 3) content of components, transcendent content of components (
При изготовлении сплава в промышленных условиях металлургического производства в качестве шихтовых материалов возможно использование отходов стандартных алюминиево-магниевых сплавов.In the manufacture of an alloy under industrial conditions of metallurgical production, it is possible to use waste from standard aluminum-magnesium alloys as charge materials.
Слитки гомогенизировали, обрабатывали механически до толщины 140 мм, после чего на стане горячей прокатки при 400°С прокатывали до толщины 7 мм, а затем на стане холодной прокатки – до толщины 2 мм. Полученные холоднокатаные листы подвергали отжигу в электропечи с воздушной циркуляцией. Отожженные листы служили материалом для испытаний. Испытания проводили при комнатной температуре.The ingots were homogenized, machined to a thickness of 140 mm, after which they were rolled to a thickness of 7 mm in a hot rolling mill at 400 ° C, and then to a thickness of 2 mm in a cold rolling mill. The obtained cold-rolled sheets were annealed in an air circulating electric furnace. The annealed sheets served as test material. The tests were carried out at room temperature.
В направлении поперек прокатки вырезали стандартные плоские образцы и определяли механические свойства при статическом растяжении: предел прочности σВ, предел текучести σ0,2, относительное удлинение δ.In the direction across the rolling, standard flat samples were cut out and mechanical properties under static tension were determined: tensile strength σ B , yield strength σ 0.2 , elongation δ.
Испытания на вязкость разрушения (статическую трещиностойкость) проводили на сервогидравлической испытательной машине MTS-100. Определяли критическое значение условного коэффициента интенсивности напряжений на поперечных образцах шириной В=200 мм.Tests for fracture toughness (static fracture toughness) were carried out on a MTS-100 servo-hydraulic testing machine. The critical value of the conditional stress intensity factor was determined on transverse samples with a width of B = 200 mm.
Испытания на циклическую трещиностойкость проводили на сервогидравлической машине РSА-10. Нагружение поперечных образцовTests for cyclic crack resistance were carried out on a PSA-10 servo-hydraulic machine. Transverse specimen loading
шириной В=200 мм осуществляли по синусоидальному циклу с частотой f=10 Гц, асимметрия цикла R=0,1. Определяли скорость роста трещины усталости (СРТУ), dа/dN, при величине размаха коэффициента интенсивности напряжений ΔК=31,2 .a width of B = 200 mm was carried out by a sinusoidal cycle with a frequency of f = 10 Hz, the asymmetry of the cycle R = 0.1. We determined the growth rate of the fatigue crack (SRTU), dа / dN, with the magnitude of the amplitude of the stress intensity factor ΔK = 31.2 .
Результаты испытаний приведены в табл. 2.The test results are given in table. 2.
Как видно из табл. 2, предлагаемый сплав обладает более высокими характеристиками статической прочности, вязкости разрушения и циклической трещиностойкости по сравнению с известным. Применение предлагаемого сплава в качестве конструкционного материала позволит на 10-15% снизить вес конструкций, повысить их надежность и долговечность, что особенно важно для самолетостроения. Хорошая свариваемость и высокая коррозионная стойкость предлагаемого сплава, свойственные термически неупрочняемым сплавам на основе алюминия, позволит использовать его при создании новых видов летательных аппаратов с использованием сварки как основного вида соединений. Предлагаемый сплав может использоваться в сварных конструкциях как в качестве основного металла, так и в качестве присадочного материала при сварке плавлением.As can be seen from the table. 2, the proposed alloy has higher characteristics of static strength, fracture toughness and cyclic crack resistance in comparison with the known. The use of the proposed alloy as a structural material will reduce the weight of structures by 10-15%, increase their reliability and durability, which is especially important for aircraft construction. Good weldability and high corrosion resistance of the proposed alloy, characteristic of thermally unstrengthened aluminum-based alloys, will allow it to be used to create new types of aircraft using welding as the main type of joints. The proposed alloy can be used in welded structures both as a base metal and as a filler material in fusion welding.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100484/02A RU2233345C1 (en) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100484/02A RU2233345C1 (en) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003100484A RU2003100484A (en) | 2004-07-27 |
RU2233345C1 true RU2233345C1 (en) | 2004-07-27 |
Family
ID=33413740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003100484/02A RU2233345C1 (en) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2233345C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599590C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy |
CN106868353A (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 空中客车防卫和太空有限责任公司 | For the aluminium alloy containing scandium of PM technique |
RU2623932C1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy |
RU2639903C2 (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-25 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy |
RU2708028C1 (en) * | 2018-07-05 | 2019-12-04 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт лёгких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Structural deformable thermally hardenable aluminum-based alloy |
RU2726520C1 (en) * | 2019-09-03 | 2020-07-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system |
RU2800435C1 (en) * | 2022-12-02 | 2023-07-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy |
WO2024117936A1 (en) * | 2022-12-02 | 2024-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy |
-
2003
- 2003-01-13 RU RU2003100484/02A patent/RU2233345C1/en active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599590C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy |
CN106868353A (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 空中客车防卫和太空有限责任公司 | For the aluminium alloy containing scandium of PM technique |
RU2639903C2 (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-25 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy |
RU2623932C1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy |
RU2708028C1 (en) * | 2018-07-05 | 2019-12-04 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт лёгких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Structural deformable thermally hardenable aluminum-based alloy |
RU2726520C1 (en) * | 2019-09-03 | 2020-07-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system |
RU2800435C1 (en) * | 2022-12-02 | 2023-07-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy |
WO2024117936A1 (en) * | 2022-12-02 | 2024-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI359870B (en) | Ni-cr-co alloy for advanced gas turbine engines | |
US7744704B2 (en) | High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plate suitable for use in a fuselage panel | |
US7449073B2 (en) | 2000 Series alloys with enhanced damage tolerance performance for aerospace applications | |
JP4387940B2 (en) | Nickel-base superalloy | |
US8771441B2 (en) | High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plates suitable for fuselage panels | |
KR20150129743A (en) | FABRICABLE, HIGH STRENGTH, OXIDATION RESISTANT Ni-Cr-Co-Mo-Al ALLOYS | |
CN101341267A (en) | Sheet made of high-toughness aluminium alloy containing copper and lithium for an aircraft fuselage | |
US20240035138A1 (en) | Thick plates made of al-cu-li alloy with improved fatigue properties | |
CN105102647A (en) | Aluminium-copper-lithium alloy sheets for producing aeroplane fuselages | |
RU2233345C1 (en) | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy | |
US6902633B2 (en) | Nickel-base-alloy | |
RU2343218C1 (en) | Cryogenic wrought non-heat-treatable alloy on basis of aluminum | |
RU2277603C2 (en) | Non-aging aluminum alloy as semifinished product for making constructions | |
CN102400020B (en) | For the aluminum-copper-lithium alloys sheet material of the high-tenacity of airframe | |
RU2299256C1 (en) | Aluminum-based alloy and article made therefrom | |
Pike et al. | A New Alumina-Forming Ni-Co-Cr Base Alloy for Service in Gas Turbine Engine Combustors and Other High-Temperature Applications | |
US6676899B2 (en) | Non-hardenable aluminum alloy as a semi-finished product for structures | |
US3969111A (en) | Alloy compositions | |
RU2599590C1 (en) | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy | |
JP4058398B2 (en) | Aluminum alloy forging with excellent high-temperature fatigue strength | |
RU2256717C1 (en) | High-temperature nickel-based weldable alloy and article made from this alloy | |
RU2804669C1 (en) | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu SYSTEM AND PRODUCTS MADE OF IT | |
Peterson et al. | Castability of 718Plus (®) Alloy for Structural Gas Turbine Engine Components | |
RU2082809C1 (en) | Deformable thermically enonhardened aluminium-base alloy | |
RU2285059C1 (en) | Nickel-base heat-resistant alloy and article made of this alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140113 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181229 Effective date: 20181229 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20140113 Effective date: 20210426 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211115 |