RU2343218C1 - Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия - Google Patents
Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343218C1 RU2343218C1 RU2007112718/02A RU2007112718A RU2343218C1 RU 2343218 C1 RU2343218 C1 RU 2343218C1 RU 2007112718/02 A RU2007112718/02 A RU 2007112718/02A RU 2007112718 A RU2007112718 A RU 2007112718A RU 2343218 C1 RU2343218 C1 RU 2343218C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- alloy
- silicon
- cryogenic
- iron
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала преимущественно для сварных конструкций космической техники, работающих при криогенных температурах. Сплав содержит следующие компоненты, мас.%: магний 4,1-4,9, титан 0,01-0,04, бериллий 0,0001-0,005, цирконий 0,05-0,12, скандий 0,17-0,30, церий 0,0001-0,0009, марганец 0,19-0,35, хром 0,01-0,05, группа элементов, содержащая железо и кремний - 0,06-0,25, алюминий - остальное, при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть не меньше единицы. Получают сплав, обладающий повышенными характеристиками прочности, а также прочности сварных соединений при криогенных температурах, что позволяет снизить вес сварных конструкций, изготавливаемых из предлагаемого сплава. 2 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала преимущественно для сварных конструкций, работающих при криогенных температурах.
Известен криогенный деформируемый термически неупрочняемый свариваемый сплав на основе алюминия следующего химического состава (мас.%):
| Магний | 4,45 |
| Марганец | 0,8 |
| Хром | 0,10 |
| Алюминий | Остальное |
(см. Ф.Г.Нельсон, Дж.Г.Кауфман, Е.Т.Уэндерер. В кн.: Механические свойства конструкционных материалов при низких температурах. М., Металлургия, 1983, с.176).
Однако существующий сплав имеет низкие прочностные свойства.
Известен криогенный деформируемый термически неупрочняемый свариваемый сплав на основе алюминия, предназначенный для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала (см. патент RU №2085607, М.Кл. С22С 21/06, 1997 год), следующего химического состава (мас.%) прототип:
| Магний | 3,9-4,9 |
| Титан | 0,01-0,1 |
| Бериллий | 0,0001-0,005 |
| Цирконий | 0,05-0,15 |
| Скандий | 0,20-0,50 |
| Церий | 0,001-0,004 |
| Алюминий | Остальное |
Недостатком известного сплава является низкая прочность сварных соединений при криогенных температурах.
Предлагается криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, титан, бериллий, цирконий, скандий и церий, который дополнительно содержит марганец, хром и группу элементов, включающую железо и кремний, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| Магний | 4,1-4,9 |
| Титан | 0,01-0,04 |
| Бериллий | 0,0001-0,005 |
| Цирконий | 0,05-0,12 |
| Скандий | 0,17-0,30 |
| Церий | 0,0001-0,0009 |
| Марганец | 0,19-0,35 |
| Хром | 0,01-0,05 |
| Группа элементов, | |
| включающая железо | |
| и кремний | 0,06-0,25 |
| Алюминий | Остальное |
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть не меньше единицы.
Предлагаемый сплав отличается от известного тем, что он дополнительно содержит марганец, хром и группу элементов, включающую железо и кремний, и компоненты взяты в следующем соотношении (мас.%):
| Магний | 4,1-4,9 |
| Титан | 0,01-0,04 |
| Бериллий | 0,0001-0,005 |
| Цирконий | 0,05-0,12 |
| Скандий | 0,17-0,30 |
| Церий | 0,0001-0,0009 |
| Марганец | 0,19-0,35 |
| Хром | 0,01-0,05 |
| Группа элементов, | |
| включающая железо | |
| и кремний | 0,06-0,25 |
| Алюминий | Остальное |
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть не меньше единицы.
Технический результат - повышение характеристик прочности сплава и, как следствие, повышение прочности сварных соединений при криогенных температурах, что позволит снизить вес и соответственно повысить характеристики весовой отдачи сварных конструкций летательных аппаратов, работающих на криогенном топливе.
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, и оптимизации морфологии первичных интерметаллидов кристаллизационного происхождения, содержащих, в основном, алюминий, железо и кремний, обеспечивается высокий уровень прочностных свойств сплава и сварных соединений. В то же время достаточно пластичная матрица, представляющая собой, главным образом, твердый раствор магния и марганца в алюминии, за счет высокого запаса пластичности сохраняет необходимый уровень пластических свойств и высокую работоспособность сплава и сварных соединений при криогенных температурах.
Пример
Получили предлагаемый сплав из шихты, состоящей из алюминия А99, магния МГ95, двойных лигатур алюминий-титан, алюминий-бериллий, алюминий-цирконий, алюминий-скандий, алюминий-церий, алюминий-марганец, алюминий-железо и силумина (составы 1, 2), а также состав 3 из шихты, состоящей из отходов составов 1 и 2.
Сплав готовили в электрической плавильной печи и методом полунепрерывного литья отливали плоские слитки сечением 90×220 мм. Составы предлагаемого сплава приведены в табл.1.
Слитки гомогенизировали, подвергали механической обработке, после чего на стане горячей прокатки при 400°С прокатывали до толщины 7,5 мм, затем на стане холодной прокатки - до толщины 3 мм. Холоднокатаные заготовки отжигали в электрической печи с воздушной циркуляцией и правили на роликоправильной машине.
Часть полученных таким образом отожженных листов толщиной 3 мм подвергали автоматической аргоно-дуговой сварке вольфрамовым электродом с присадочной проволокой того же состава, что и основной металл. Сварной шов располагали вдоль волокна. Материалом для испытаний служили отожженные листы толщиной 3 мм и сварные пластины. Из листов и сварных пластин вырезали стандартные поперечные образцы, которые испытывали на растяжение при криогенных температурах. Определяли механические свойства листов: предел прочности σв, предел текучести σ0,2, относительное удлинение δ, а также предел прочности сварных соединений с усилением шва σв св. Также проводили испытания сплава-прототипа (состав 4, табл.1). Результаты испытаний приведены в табл.2.
Как видно из табл.2, предлагаемый сплав и его сварные соединения имеют прочность на 3-15 МПа выше, чем у известного сплава при сохранении пластичности. Это позволит на 3-5% снизить вес криогенных сварных конструкций, изготавливаемых из предлагаемого сплава.
Применение предлагаемого сплава в космической технике позволит создать надежные и высокотехнологичные сварные конструкции летательных аппаратов, работающих на высокоэффективном и экологически чистом криогенном топливе. При изготовлении сварных конструкций предлагаемый сплав может использоваться также в качестве присадочного материала для сварки плавлением.
| Таблица 1 | |||||||||||||
| Сплав | № состава | Химический состав, мас.% | |||||||||||
| Магний | Титан | Бериллий | Цирконий | Скандий | Церий | Марганец | Хром | Железо | Кремний | Fe/Si | Алюминий | ||
| Предлагаемый | 1 | 4,1 | 0,01 | 0,0001 | 0,05 | 0,17 | 0,0001 | 0,19 | 0,01 | 0,03 | 0,03 | 1 | Остальное |
| 2 | 4,9 | 0,04 | 0,005 | 0,12 | 0,30 | 0,0009 | 0,35 | 0,05 | 0,15 | 0,1 | 1,5 | Остальное | |
| 3 | 4,5 | 0,02 | 0,001 | 0,08 | 0,24 | 0,0005 | 0,3 | 0,03 | 0,06 | 0,05 | 1,2 | Остальное | |
| Прототип | 4 | 4,4 | 0,1 | 0,003 | 0,1 | 0,4 | 0,003 | - | - | - | - | - | Остальное |
| Примечание: Fe/Si - отношение содержания железа к содержанию кремния | |||||||||||||
| Таблица 2 | ||||||
| Сплав | № состава | Температура испытаний | Механические свойства отожженных листов | Прочность сварных соединений | ||
| σв, МПа | σ0,2, МПа | δ, % | σв св, МПа | |||
| Предлагаемый | 1 | 77К | 480 | 348 | 36 | 450 |
| 20К | 624 | 418 | 38 | 480 | ||
| 2 | 77К | 490 | 350 | 34 | 454 | |
| 20К | 630 | 425 | 36 | 488 | ||
| 3 | 77К | 485 | 350 | 35 | 450 | |
| 20К | 628 | 420 | 37 | 485 | ||
| Прототип | 4 | 77К | 475 | 345 | 34 | 445 |
| 20К | 621 | 415 | 36 | 475 | ||
| Примечание: σв - предел прочности, σ0,2 - предел текучести, δ - относительное удлинение, σв св - предел прочности сварного образца с усилением шва. | ||||||
Claims (1)
- Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, титан, бериллий, цирконий, скандий и церий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит марганец, хром и группу элементов, включающую железо и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
магний 4,1-4,9 титан 0,01-0,04 бериллий 0,0001-0,005 цирконий 0,05-0,12 скандий 0,17-0,30 церий 0,0001-0,0009 марганец 0,19-0,35 хром 0,01-0,05 группа элементов, содержащая железо и кремний 0,06-0,25 алюминий остальное
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть не меньше единицы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007112718/02A RU2343218C1 (ru) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007112718/02A RU2343218C1 (ru) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007112718A RU2007112718A (ru) | 2008-10-20 |
| RU2343218C1 true RU2343218C1 (ru) | 2009-01-10 |
Family
ID=40040829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007112718/02A RU2343218C1 (ru) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2343218C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525953C1 (ru) * | 2013-01-22 | 2014-08-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ изготовления листов и плит из алюминиевых сплавов |
| RU2553133C2 (ru) * | 2009-05-14 | 2015-06-10 | Сапа Хит Трансфер Аб | Алюминиевый лист для высокотемпературной пайки с высокой прочностью и превосходными коррозионными характеристиками |
| RU2623932C1 (ru) * | 2016-09-13 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия |
| CN108796320A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-11-13 | 湖南东方钪业股份有限公司 | 一种用于3d打印的铝合金粉及其制备方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111763859A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-13 | 浙江永杰铝业有限公司 | 新能源汽车电池箱体用铝合金及其生产方法 |
| CN113430427A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-09-24 | 东北大学 | 一种Al-Mg-Mn合金丝材的制备方法 |
-
2007
- 2007-04-06 RU RU2007112718/02A patent/RU2343218C1/ru active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553133C2 (ru) * | 2009-05-14 | 2015-06-10 | Сапа Хит Трансфер Аб | Алюминиевый лист для высокотемпературной пайки с высокой прочностью и превосходными коррозионными характеристиками |
| RU2525953C1 (ru) * | 2013-01-22 | 2014-08-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ изготовления листов и плит из алюминиевых сплавов |
| RU2623932C1 (ru) * | 2016-09-13 | 2017-06-29 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия |
| CN108796320A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-11-13 | 湖南东方钪业股份有限公司 | 一种用于3d打印的铝合金粉及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007112718A (ru) | 2008-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2394113C1 (ru) | Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия и изделие из него | |
| RU2343218C1 (ru) | Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | |
| EP2130934B1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet and process for producing the same | |
| EP1291165B1 (en) | Brazing sheet | |
| US20160326614A1 (en) | Aluminum alloy material and method for producing the same, and aluminum alloy clad material and method for producing the same | |
| JP2002543289A (ja) | 耐剥離性アルミニウム−マグネシウム合金 | |
| US20040003872A1 (en) | Al-Mg alloy products suitable for welded construction | |
| US11255002B2 (en) | Corrosion resistant alloy for extruded and brazed products | |
| US6325870B1 (en) | Aluminum plate for automobile and method for producing the same | |
| RU2513492C1 (ru) | Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | |
| WO2021157500A1 (ja) | アルミニウム合金ブレージングシート | |
| RU2663446C1 (ru) | Сплав на основе алюминия для сварочной проволоки | |
| US20190118311A1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet | |
| JP4212893B2 (ja) | 構造材に用いる自硬化性アルミニウム合金 | |
| RU2265674C1 (ru) | Состав присадочной проволоки | |
| RU2184165C2 (ru) | Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из этого сплава | |
| JP5288671B2 (ja) | プレス加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 | |
| RU2599590C1 (ru) | Конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | |
| RU2233345C1 (ru) | Конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | |
| JPH03122248A (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れた溶接用高力アルミニウム合金 | |
| RU2639903C2 (ru) | Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | |
| RU2554269C1 (ru) | Сплав на основе магния и изделие, выполненное из него | |
| JP6886861B2 (ja) | アルミニウム合金の溶接方法 | |
| RU2085607C1 (ru) | Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | |
| RU2623932C1 (ru) | Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20121206 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140113 |
|
| 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 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -QC4A- IN JOURNAL 12-2021 |