RU2394113C1 - High-tensile deformed alloy on base of aluminium and item out of this alloy - Google Patents
High-tensile deformed alloy on base of aluminium and item out of this alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2394113C1 RU2394113C1 RU2008144797/02A RU2008144797A RU2394113C1 RU 2394113 C1 RU2394113 C1 RU 2394113C1 RU 2008144797/02 A RU2008144797/02 A RU 2008144797/02A RU 2008144797 A RU2008144797 A RU 2008144797A RU 2394113 C1 RU2394113 C1 RU 2394113C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- aluminium
- aluminum
- deformed
- copper
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически упрочняемым выскопрочным алюминиевым сплавам системы Al-Zn-Mg-Cu, предназначенным для изготовления всех видов деформируемых полуфабрикатов (в том числе и тонких листов), используемых в авиастроении, машиностроении и других областях промышленности, в том числе и для сварных конструкций.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to deformable heat-hardenable high-temperature aluminum alloys of the Al-Zn-Mg-Cu system, intended for the manufacture of all types of deformable semi-finished products (including thin sheets) used in aircraft manufacturing, mechanical engineering and other industries, including for welded structures.
Известен высокопрочный сплав системы Al-Zn-Mg-Cu (Патент РФ 2165996, опубликован 27.04.2001, С22С 21/10) следующего химического состава (массовая доля, %):Known high-strength alloy system Al-Zn-Mg-Cu (RF Patent 2165996, published 04/27/2001, C22C 21/10) of the following chemical composition (mass fraction,%):
При этом отношение Mn к Cr более или равно 1,5.The ratio of Mn to Cr is more than or equal to 1.5.
Недостатком этого сплава является высокая плотность (d=2,85 г/см3), недостаточно высокие прочностные и ресурсные характеристики, что снижает надежность и ресурс работы изделий, а также их весовую эффективность. Кроме того, этот сплав не сваривается.The disadvantage of this alloy is its high density (d = 2.85 g / cm 3 ), insufficiently high strength and resource characteristics, which reduces the reliability and service life of the products, as well as their weight efficiency. In addition, this alloy is not welded.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является свариваемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, имеющий следующий химический состав (массовая доля, %):Closest to the proposed invention is a weldable alloy based on aluminum of the Al-Zn-Mg-Cu system, having the following chemical composition (mass fraction,%):
По крайней мере один элемент из группы:At least one member from the group:
При соотношении Mg/Cu≥1,8 (заявка RU №2006132906/02, кл. С22С /21/10).With a ratio of Mg / Cu≥1.8 (application RU No. 2006132906/02, class C22C / 21/10).
Недостатком известного сплава является высокая плотность (d=2,85 г/см3), недостаточно высокие прочностные свойства и ресурсные характеристики, такие как вязкость разрушения, скрость роста трещины, усталостная долговечность.A disadvantage of the known alloy is its high density (d = 2.85 g / cm 3 ), insufficiently high strength properties and resource characteristics, such as fracture toughness, crack growth rate, and fatigue life.
Задачей изобретения является создание конструкционного сплава на основе алюминия, обладающего пониженной плотностью, высокой прочностью, высокими ресурсными характеристиками при высокой прочности сварных соединений.The objective of the invention is to create a structural alloy based on aluminum, which has a reduced density, high strength, high resource characteristics with high strength welded joints.
Техническим результатом является повышение прочностных свойств сплава при одновременном повышении сопротивления усталости, снижение скорости роста трещины, повышение прочности сварных соединений и снижение плотности (удельного веса), что приводит к повышению ресурса и надежности работы изделий, снижает вес конструкций.The technical result is to increase the strength properties of the alloy while increasing fatigue resistance, reducing the crack growth rate, increasing the strength of welded joints and reducing the density (specific gravity), which leads to an increase in the resource and reliability of the products, reduces the weight of the structures.
Технический результат достигается тем, что сплав на основе алюминия имеет следующий химический состав (массовая доля, %):The technical result is achieved in that the aluminum-based alloy has the following chemical composition (mass fraction,%):
По крайней мере один элемент из группы:At least one member from the group:
При этом отношение содержания Mg к содержанию Zn больше или равно 1,1.The ratio of the Mg content to the Zn content is greater than or equal to 1.1.
Сплав может также содержать в виде примесей такие элементы, как кальций, висмут, натрий, калий, водород, бериллий, свинец, олово и литий в количествах не более 0,01% каждого и не более 0,1% в сумме.The alloy may also contain elements such as calcium, bismuth, sodium, potassium, hydrogen, beryllium, lead, tin and lithium in amounts of not more than 0.01% each and not more than 0.1% in total.
Задача решается также изделием, выполняемым из вышеприведенного сплава.The problem is also solved by the product made of the above alloy.
Принципиальным отличием предлагаемого сплава от известного является то, что он вследствие выбранного диапазона содержания таких элементов, как магний, цинк, медь и соотношения между Mg и Zn≥1,1 находится в другой фазовой области, чем известный сплав. Если в известном сплаве фазой-упрочнителем являются частицы фазы η(MgZn2), то в предлагаемом сплаве - частицы тройной фазы T(Al2Mg3Zn3), которые обеспечивают более высокий комплекс ресурсных и прочностных свойств и их повышенную стабильность. Выбранный диапазон содержания основных элементов (магия, цинка, и меди) обеспечивает получение более низкой плотности (удельного веса) предлагаемого сплава по сравнению с известным.The fundamental difference between the proposed alloy and the known one is that due to the selected range of contents of such elements as magnesium, zinc, copper and the ratio between Mg and Zn≥1.1, it is in a different phase region than the known alloy. If in the known alloy the phase hardener is particles of the η phase (MgZn 2 ), then in the proposed alloy there are particles of the triple phase T (Al 2 Mg 3 Zn 3 ), which provide a higher complex of resource and strength properties and their increased stability. The selected range of the content of the main elements (magic, zinc, and copper) provides a lower density (specific gravity) of the proposed alloy compared to the known one.
Совместное наличие в сплаве таких элементов, как скандий, цирконий, никель и/или кобальт, приводит к образованию сложной фазы Аl3(Sc, Zr, Ni/Co), которая приводит к дополнительному упрочнению сплава, получению супермелкой нерекристаллизованной структуры в холоднокатаных листах, повышению свойств сварных соединений.The combined presence in the alloy of such elements as scandium, zirconium, nickel and / or cobalt leads to the formation of a complex Al 3 phase (Sc, Zr, Ni / Co), which leads to additional hardening of the alloy, obtaining by superfine an unrecrystallized structure in cold-rolled sheets, improving the properties of welded joints.
Кроме того, избыточное содержание магния (по сравнению с содержанием цинка), крупные атомы которого, входя в твердый алюминиевый раствор, увеличивают параметр кристаллической решетки алюминиевой матрицы, сводят практически к нулю различие в параметрах решеток алюминиевой матрицы и выделяющейся из твердого раствора фазы Al3(Sc, Zr, Ni/Co), увеличивая тем самым их дисперсность и термическую стабильность. В результате положительное действие фазы Al3(Sc, Zr, Ni/Co) в предлагаемом сплаве заметно выше, чем в известном.In addition, the excess magnesium content (as compared to the zinc content), large atoms of which, entering the solid aluminum solution, increase the crystal lattice parameter of the aluminum matrix, practically eliminate the difference in the lattice parameters of the aluminum matrix and the Al 3 phase released from the solid solution ( Sc, Zr, Ni / Co), thereby increasing their dispersion and thermal stability. As a result, the positive effect of the Al 3 phase (Sc, Zr, Ni / Co) in the proposed alloy is noticeably higher than in the known one.
Медь входит как в твердый раствор, так и в состав фазы T(Al2Mg3Zn3), что обеспечивает больший эффект упрочнения. Введение по крайней мере одного элемента из группы гафний, молибден, хром, иттрий, марганец, церий, ванадий, ниобий приводит к повышению термической стабильности фазы Al3(Sc, Zr, Ni/Co) за счет растворения этих элементов в этой фазе. Это приводит к сохранению стабильной нерекристаллизованной структуры изделий, повышая их механические свойства. Наличие сложных интерметаллических соединений, образованных этими элементами, позволяет также получать высокие свойства сварного соединения.Copper is included both in the solid solution and in the composition of the T phase (Al 2 Mg 3 Zn 3 ), which provides a greater hardening effect. The introduction of at least one element from the group of hafnium, molybdenum, chromium, yttrium, manganese, cerium, vanadium, niobium increases the thermal stability of the Al 3 (Sc, Zr, Ni / Co) phase due to the dissolution of these elements in this phase. This leads to the preservation of a stable non-crystallized structure of products, increasing their mechanical properties. The presence of complex intermetallic compounds formed by these elements also allows to obtain high properties of the welded joint.
ПримерыExamples
Методом полунепрерывного литья получили плоские слитки сечением 165×550 мм, состав которых приведен в таблице 1.The method of semi-continuous casting received flat ingots with a cross section of 165 × 550 mm, the composition of which is shown in table 1.
Слитки были отгомогенизированы, механически обработаны и прокатаны вначале вгорячую до толщины 5,0 мм, а потом вхолодную на листы толщиной 2,5 мм, которые были закалены и искусственно состарены. Аналогичные листы были получены из сплава-прототипа. Результаты испытаний искусственно состаренных листов представлены в таблице 2.The ingots were homogenized, machined and rolled first hot to a thickness of 5.0 mm, and then cold to 2.5 mm thick sheets, which were hardened and artificially aged. Similar sheets were obtained from a prototype alloy. The test results of artificially aged sheets are presented in table 2.
Как видно из таблицы 2, листы из предлагаемого сплава превосходят известный сплав по характеристикам статической прочности: пределу прочности σв на 5-7% и пределу текучести (σ02) на 10-15%. Предлагаемый сплав имеет на 4-5% более низкую плотность, чем известный. При этом предлагаемый сплав имеет заметно более высокие ресурсные характеристики: меньшую почти в два раза скорость роста усталостных трещин (СРТУ), более высокую на 10-20% вязкость разрушения (КС У) и в два раза большее число циклов до разрушения при испытании на усталость. Кроме того, прочность сварного соединения (автоматическая аргонодуговая сварка) также выше у предлагаемого сплава на 8-14%.As can be seen from table 2, the sheets of the proposed alloy surpass the known alloy in terms of static strength: tensile strength σ in 5-7% and yield strength (σ 02 ) by 10-15%. The proposed alloy has a 4-5% lower density than the known one. Moreover, the proposed alloy has significantly higher resource characteristics: almost two times lower fatigue crack growth rate (SRTU), 10-20% higher fracture toughness (K C U ) and twice as many cycles until fracture when tested on fatigue. In addition, the strength of the welded joint (automatic argon-arc welding) is also higher for the proposed alloy by 8-14%.
Использование предлагаемого сплава позволит снизить вес изготовленных из них изделий за счет меньшей плотности сплава и более высокой прочности как основного материала, так и сварных соединений, а также повысить надежность работы изделий благодаря большим значениям характеристик вязкости разрушения и меньшей скорости усталостной трещины и более высокому сопротивлению усталости.Using the proposed alloy will reduce the weight of products made from them due to the lower density of the alloy and higher strength of both the base material and welded joints, as well as to increase the reliability of the products due to the large values of the fracture toughness characteristics and lower fatigue crack speed and higher fatigue resistance .
элементChemical
element
Claims (3)
причем отношение содержания Mg к содержанию Zn больше или равно 1,1.1. A deformable aluminum-based alloy containing zinc, magnesium, copper, iron, silicon, scandium, zirconium, nickel and / or cobalt, titanium, aluminum and inevitable impurities, characterized in that it additionally contains boron and / or carbon and at least one element from the group: hafnium, molybdenum, cerium, manganese, chromium, yttrium, vanadium, niobium in the following ratio of elements, wt.%:
moreover, the ratio of Mg to Zn is greater than or equal to 1.1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008144797/02A RU2394113C1 (en) | 2008-11-13 | 2008-11-13 | High-tensile deformed alloy on base of aluminium and item out of this alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008144797/02A RU2394113C1 (en) | 2008-11-13 | 2008-11-13 | High-tensile deformed alloy on base of aluminium and item out of this alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008144797A RU2008144797A (en) | 2010-05-20 |
RU2394113C1 true RU2394113C1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42675716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008144797/02A RU2394113C1 (en) | 2008-11-13 | 2008-11-13 | High-tensile deformed alloy on base of aluminium and item out of this alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2394113C1 (en) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449037C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Superhard aluminium-based alloy |
RU2468107C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | High-strength deformable alloy based on aluminium with lower density and method of its processing |
RU2489217C1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of sheets production from heat-hardened aluminium alloys alloyed with scandium and zirconium |
RU2503734C1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-01-10 | Закрытое акционерное общество "Военно-промышленная инвестиционная группа "ВИЛС" | High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof |
RU2514748C1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF DECREASED DENSITY AND ARTICLE MADE THEREOF |
CN103898381A (en) * | 2014-03-26 | 2014-07-02 | 安徽家园铝业有限公司 | High-strength aluminum alloy profile and preparation method thereof |
RU2536120C1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-20 | Вячеслав Федорович Каширин | Welded aluminium alloy for armoured skin |
RU2581953C1 (en) * | 2014-11-11 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED DEFORMABLE ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu SYSTEM WITH LOW DENSITY AND ARTICLE MADE THEREFROM |
RU2635675C2 (en) * | 2012-05-23 | 2017-11-15 | Гренгес Свиден Аб | Ribbing material super-resistant to deflection and melting material with very high strength |
RU2691081C1 (en) * | 2015-12-18 | 2019-06-10 | Новелис Инк. | High-strength aluminium alloys 6xxx and methods for production thereof |
US10538834B2 (en) | 2015-12-18 | 2020-01-21 | Novelis Inc. | High-strength 6XXX aluminum alloys and methods of making the same |
CN111172415A (en) * | 2019-12-30 | 2020-05-19 | 苏州利达铸造有限公司 | Preparation method of high-strength navigator shell |
RU2737646C2 (en) * | 2016-01-22 | 2020-12-02 | Амаг Роллинг Гмбх | THERMALLY HARDENED ALUMINIUM ALLOY BASED ON Al-Mg-Si |
RU2743570C2 (en) * | 2015-10-15 | 2021-02-19 | Аперам | Steel, product made of said steel and method for production thereof |
RU2771396C1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy and product made therefrom |
US11932928B2 (en) | 2018-05-15 | 2024-03-19 | Novelis Inc. | High strength 6xxx and 7xxx aluminum alloys and methods of making the same |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103966489B (en) * | 2014-04-09 | 2016-01-06 | 马鞍山新嘉机械制造有限公司 | A kind of casting technique of aluminum alloy plate materials of the zr element that adulterates |
CN104694800A (en) * | 2015-03-17 | 2015-06-10 | 中南大学 | High-strength light Al-Mg-Zn alloy |
-
2008
- 2008-11-13 RU RU2008144797/02A patent/RU2394113C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449037C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Superhard aluminium-based alloy |
RU2468107C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | High-strength deformable alloy based on aluminium with lower density and method of its processing |
RU2489217C1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of sheets production from heat-hardened aluminium alloys alloyed with scandium and zirconium |
RU2635675C2 (en) * | 2012-05-23 | 2017-11-15 | Гренгес Свиден Аб | Ribbing material super-resistant to deflection and melting material with very high strength |
RU2503734C1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-01-10 | Закрытое акционерное общество "Военно-промышленная инвестиционная группа "ВИЛС" | High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof |
RU2514748C1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF DECREASED DENSITY AND ARTICLE MADE THEREOF |
RU2536120C1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-20 | Вячеслав Федорович Каширин | Welded aluminium alloy for armoured skin |
CN103898381A (en) * | 2014-03-26 | 2014-07-02 | 安徽家园铝业有限公司 | High-strength aluminum alloy profile and preparation method thereof |
RU2581953C1 (en) * | 2014-11-11 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED DEFORMABLE ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu SYSTEM WITH LOW DENSITY AND ARTICLE MADE THEREFROM |
RU2743570C2 (en) * | 2015-10-15 | 2021-02-19 | Аперам | Steel, product made of said steel and method for production thereof |
US11920229B2 (en) | 2015-12-18 | 2024-03-05 | Novelis Inc. | High strength 6XXX aluminum alloys and methods of making the same |
RU2691081C1 (en) * | 2015-12-18 | 2019-06-10 | Новелис Инк. | High-strength aluminium alloys 6xxx and methods for production thereof |
US10513766B2 (en) | 2015-12-18 | 2019-12-24 | Novelis Inc. | High strength 6XXX aluminum alloys and methods of making the same |
US10538834B2 (en) | 2015-12-18 | 2020-01-21 | Novelis Inc. | High-strength 6XXX aluminum alloys and methods of making the same |
RU2737646C2 (en) * | 2016-01-22 | 2020-12-02 | Амаг Роллинг Гмбх | THERMALLY HARDENED ALUMINIUM ALLOY BASED ON Al-Mg-Si |
US11932928B2 (en) | 2018-05-15 | 2024-03-19 | Novelis Inc. | High strength 6xxx and 7xxx aluminum alloys and methods of making the same |
CN111172415A (en) * | 2019-12-30 | 2020-05-19 | 苏州利达铸造有限公司 | Preparation method of high-strength navigator shell |
CN111172415B (en) * | 2019-12-30 | 2021-07-30 | 苏州利达铸造有限公司 | Preparation method of high-strength navigator shell |
RU2771396C1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium-based alloy and product made therefrom |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008144797A (en) | 2010-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2394113C1 (en) | High-tensile deformed alloy on base of aluminium and item out of this alloy | |
US9017604B2 (en) | Magnesium alloys containing rare earths | |
RU2418088C2 (en) | Sheet out of high viscous aluminium-copper-lithium alloy for fuselage of aircraft | |
US7744704B2 (en) | High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plate suitable for use in a fuselage panel | |
CA2908196C (en) | High strength, high formability, and low cost aluminum-lithium alloys | |
US8771441B2 (en) | High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plates suitable for fuselage panels | |
WO2016034857A1 (en) | A casting al-mg-zn-si based aluminium alloy for improved mechanical performance | |
WO2014046046A1 (en) | Aluminum alloy automobile part | |
JP2018204099A (en) | Aluminum alloy with additions of copper, lithium and at least one alkaline earth metal or rare earth metal, and method of manufacturing the same | |
CA3110188C (en) | High strength fastener stock of wrought titanium alloy and method of manufacturing the same | |
JPH0660371B2 (en) | Low temperature aging of lithium-containing aluminum alloys | |
US20240035138A1 (en) | Thick plates made of al-cu-li alloy with improved fatigue properties | |
JP5204793B2 (en) | High strength aluminum alloy extruded material with excellent stress corrosion cracking resistance | |
JP2018518594A (en) | Beta titanium alloy sheet for high temperature applications | |
CN110273090B (en) | Wrought aluminum alloy material for heat exchanger | |
KR102589799B1 (en) | High-strength aluminum-based alloys and methods for producing articles therefrom | |
JP6542649B2 (en) | Aluminum alloy clad plate and aluminum alloy clad structural member | |
RU2343218C1 (en) | Cryogenic wrought non-heat-treatable alloy on basis of aluminum | |
JP6590814B2 (en) | High performance creep resistant magnesium alloy | |
RU2327758C2 (en) | Aluminium base alloy and products made out of it | |
RU2513492C1 (en) | Aluminium-based wrought nonhardenable alloy | |
JP5860371B2 (en) | Aluminum alloy automotive parts | |
RU2639903C2 (en) | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy | |
RU2560481C1 (en) | Al-Cu-Li-INTERMETALLIDE-BASED ALLOY AND ARTICLES MADE THEREOF | |
US20090068056A1 (en) | Aluminum-based alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141114 |