RU2447173C1 - Aluminium-based alloy - Google Patents
Aluminium-based alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447173C1 RU2447173C1 RU2011112954/02A RU2011112954A RU2447173C1 RU 2447173 C1 RU2447173 C1 RU 2447173C1 RU 2011112954/02 A RU2011112954/02 A RU 2011112954/02A RU 2011112954 A RU2011112954 A RU 2011112954A RU 2447173 C1 RU2447173 C1 RU 2447173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- rest
- manganese
- magnesium
- copper
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области цветной металлургии сплавов на базе системы Al-Cu-Mg, используемых в качестве основного конструкционного материала для основных элементов планера (обшивок и стингеров низа крыла, обшивок фюзеляжа и др.) и может быть использовано в авиакосмической промышленности и транспортном машиностроении.The present invention relates to the field of non-ferrous metallurgy of alloys based on the Al-Cu-Mg system, used as the main structural material for the main elements of the airframe (skin and stinger of the bottom of the wing, skin of the fuselage, etc.) and can be used in the aerospace industry and transport engineering .
Известен сплав на основе алюминия следующего химического состава, мас.%:Known alloy based on aluminum of the following chemical composition, wt.%:
(патент РФ №2163941)(RF patent No. 2163941)
Недостатком известного сплава является пониженные значения сопротивления распространению трещин усталости, вязкости разрушения и усталостной долговечности.A disadvantage of the known alloy is the reduced resistance to the propagation of fatigue cracks, fracture toughness and fatigue life.
Известен также сплав на основе алюминия следующего химического состава, мас.%:Also known is an alloy based on aluminum of the following chemical composition, wt.%:
(патент РФ №2210614)(RF patent No. 2210614)
Недостатком известного сплава является недостаточный уровень прочностных характеристик.A disadvantage of the known alloy is the insufficient level of strength characteristics.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе алюминия следующего химического состава, мас.%:The closest analogue, taken as a prototype, is an alloy based on aluminum of the following chemical composition, wt.%:
Медь и магний присутствуют в сплаве в соотношении (Cu/Mg=3,6-4,5)Copper and magnesium are present in the alloy in the ratio (Cu / Mg = 3.6-4.5)
(патент РФ №2379366).(RF patent No. 2379366).
Недостатком известного сплава является недостаточно высокий уровень прочности при пониженных значениях характеристик трещиностойкости и усталостной долговечности.A disadvantage of the known alloy is the insufficiently high level of strength at low values of the characteristics of crack resistance and fatigue life.
Технической задачей изобретения является создание сплава на основе алюминия, сочетающего повышенный уровень прочности, трещиностойкости и усталостной долговечности.An object of the invention is the creation of an alloy based on aluminum, combining an increased level of strength, crack resistance and fatigue life.
Для решения поставленной технической задачи предлагается сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, марганец, цирконий, серебро, железо, кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит титан, скандий, кальций и, по крайней мере, один элемент из группы: никель, гафний при следующем соотношении компонентов, мас.%:To solve the technical problem, an alloy based on aluminum is proposed, containing copper, magnesium, manganese, zirconium, silver, iron, silicon, characterized in that it additionally contains titanium, scandium, calcium and at least one element from the group: nickel , hafnium in the following ratio of components, wt.%:
при этом суммарное содержание Fe+Si≤0,15 мас.%,wherein the total content of Fe + Si≤0.15 wt.%,
при отношении Fe/Si≥l,2with the ratio Fe / Si≥l, 2
Введение скандия в присутствии марганца, циркония и серебра увеличивает плотность выделения вторичных дисперсных фаз различного стехиометрического состава, когерентности, морфологии и размера (Al20Cu3Mn2, Al3[Sc, Zr]), которые, помимо собственного эффекта упрочнения, способствуют созданию преимущественно нерекристаллизованной однородной структуры с повышенной прочностью, трещиностойкостью и долговечностью при переменных нагрузках. При искусственном старении указанные дисперсоиды дополнительно повышают прочность, положительно влияя на выделение из матрицы упрочняющих фаз: S (Al2CuMg), Ω (Al2(Cu, Ag)) и др.The introduction of scandium in the presence of manganese, zirconium and silver increases the density of the release of secondary dispersed phases of various stoichiometric composition, coherence, morphology and size (Al 20 Cu 3 Mn 2 , Al 3 [Sc, Zr]), which, in addition to their own hardening effect, contribute to the creation of predominantly unrecrystallized homogeneous structure with increased strength, crack resistance and durability under variable loads. During artificial aging, these dispersoids additionally increase strength, having a positive effect on the precipitation of strengthening phases from the matrix: S (Al 2 CuMg), Ω (Al 2 (Cu, Ag)), etc.
Кальций взаимодействует с окисными пленами и водородом в жидком металле, снижает поверхностное натяжение, позволяет производить более эффективную фильтрацию и дегазацию и соответственно повышает степень чистоты сплава. Также кальций, образуя в расплаве мелкие интерметаллидные соединения с медью (CaCu5), препятствует росту крупных развлетленных дендритных образований, способствуя модифицированию литой структуры.Calcium interacts with oxide films and hydrogen in a liquid metal, reduces surface tension, allows for more efficient filtration and degassing, and accordingly increases the purity of the alloy. Also, calcium, forming small intermetallic compounds with copper (CaCu 5 ) in the melt, inhibits the growth of large expanded dendritic formations, contributing to the modification of the cast structure.
Регламентация суммарного содержания Fe+Si≤0,15 мас.% при соотношении Fe/Si≥l,2 способствует повышению трещиностойкости и усталостной долговечности за счет ограничения объемной доли первичных грубых нерастворимых интерметаллидов кристаллизационного происхождения (Al7Cu2Fe, Al15(Fe, Mn)2Si3, Mg2Si и др.).The regulation of the total content of Fe + Si≤0.15 wt.% With the ratio Fe / Si≥l, 2 contributes to an increase in crack resistance and fatigue life due to the limitation of the volume fraction of primary coarse insoluble intermetallic compounds of crystallization origin (Al 7 Cu 2 Fe, Al 15 (Fe , Mn) 2 Si 3 , Mg 2 Si, etc.).
Дополнительное микролегирование как минимум одним элементом из группы никель, гафний способствует коагуляции и приданию компактной формы первичным нежелательным интерметаллидным фазам и повышению термостабильности твердого раствора, что способствует улучшению трещиностойкости, пластичности и коррозионной стойкости.Additional microalloying with at least one element from the nickel, hafnium group promotes coagulation and compacting of the primary undesirable intermetallic phases and increases the thermal stability of the solid solution, which contributes to the improvement of crack resistance, ductility and corrosion resistance.
Установлено, что комплексное легирование вышеуказанными компонентами и регламентация содержания железа и кремния позволяют достигнуть в сплаве сочетание повышенного уровня прочности, трещиностойкости и усталостной долговечности.It has been established that complex alloying with the above components and regulation of the iron and silicon contents make it possible to achieve a combination of an increased level of strength, crack resistance, and fatigue life in the alloy.
Примеры осуществления:Examples of implementation:
Из сплавов, химический состав которых приведен в таблице 1, отливали полунепрерывным методом с охлаждением водой плоские слитки сечением 25×150×280 мм. Плавка выполнялась в электрической печи. После двухступенчатой гомогенизации слитки прокатывали вгорячую при температуре 360-420°C до толщины 6 мм, отжигали и прокатывали вхолодную до 2 мм. Холоднокатаные листы закаливали с температуры 485-500°C (выдержка 15-30 мин) в холодной (20-25°C) воде и подвергали правке растяжением со степенью деформации 1-4%.Of the alloys whose chemical composition is shown in Table 1, flat ingots with a cross section of 25 × 150 × 280 mm were cast using the semi-continuous method with water cooling. Melting was carried out in an electric furnace. After two-stage homogenization, the ingots were hot rolled at a temperature of 360-420 ° C to a thickness of 6 mm, annealed and cold rolled to 2 mm. The cold-rolled sheets were quenched from a temperature of 485-500 ° C (holding for 15-30 min) in cold (20-25 ° C) water and subjected to stretching editing with a degree of deformation of 1-4%.
Комплекс механических и усталостных свойств изучали на образцах, вырезанных из листов в состоянии Т (закалка, правка, естественное старение).The complex of mechanical and fatigue properties was studied on samples cut from sheets in the T state (hardening, dressing, natural aging).
Механические свойства листов при растяжении (σв, σ0.2, относительное удлинение 5) определяли по ГОСТ 1497-84 на образцах с шириной рабочей части 10-15 мм.The mechanical properties of the sheets under tension (σ in , σ 0.2 , elongation of 5) were determined according to GOST 1497-84 on samples with a working part width of 10-15 mm.
Скорость роста трещины усталости (dl/dN) определяли по ОСТ1 90268-84 на пластинах размером 200×600 мм с центральной прорезью при ΔK=31 МПа√M при следующих условиях усталостного нагружения: σmax=100 МПа, R=0,1; f=5 Гц.The growth rate of the fatigue crack (dl / dN) was determined according to OST1 90268-84 on plates 200 × 600 mm in size with a central slot at ΔK = 31 MPa √ M under the following conditions of fatigue loading: σ max = 100 MPa, R = 0.1; f = 5 Hz.
Вязкость разрушения (Kc y) определяли по ОСТ1 90356-84 на пластинах размером 200×600 мм при R=0,1; f=5 Гц.The fracture toughness (K c y ) was determined by OST1 90356-84 on plates 200 × 600 mm in size at R = 0.1; f = 5 Hz.
Малоцикловую усталость (МЦУ) определяли по ГОСТ 25.502-91 на образцах с отверстием размером 30×200 мм при f=5 Гц, R=0,1, Kt=2,6.Low-cycle fatigue (MCU) was determined according to GOST 25.502-91 on samples with a hole size of 30 × 200 mm at f = 5 Hz, R = 0.1, K t = 2.6.
Полученные результаты, приведенные в таблице 2, показывают, что предложенный сплав по сравнению с известным сплавом обладает улучшенными характеристиками прочности (на 7-13%), трещиностойкости (на 5-25%) и усталостной долговечности (15-35%).The results obtained, shown in table 2, show that the proposed alloy compared with the known alloy has improved characteristics of strength (7-13%), fracture toughness (5-25%) and fatigue life (15-35%).
Применение предлагаемого сплава с улучшенными характеристиками прочности, трещиностойкости и усталостной долговечности позволит повысить ресурс и надежность элементов конструкции перспективных самолетов.The use of the proposed alloy with improved characteristics of strength, crack resistance and fatigue life will increase the resource and reliability of structural elements of promising aircraft.
Claims (1)
по крайней мере, один элемент из группы, содержащей
при этом суммарное содержание Fe+Si≤0,15 мас.%, при отношении Fe/Si≥1,2. An aluminum-based alloy containing copper, magnesium, manganese, zirconium, silver, iron, silicon, characterized in that it additionally contains titanium, scandium, calcium and at least one element from the group: nickel, hafnium in the following ratio of components , wt.%:
at least one element from the group containing
wherein the total content of Fe + Si≤0.15 wt.%, with the ratio Fe / Si≥1.2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112954/02A RU2447173C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Aluminium-based alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112954/02A RU2447173C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Aluminium-based alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2447173C1 true RU2447173C1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112954/02A RU2447173C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Aluminium-based alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447173C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107858567A (en) * | 2017-11-16 | 2018-03-30 | 北京世联信诺科技有限公司 | A kind of birmastic for exempting from heat treatment and preparation method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2210614C1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-08-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Aluminum-base alloy, article made of this alloy and method for it preparing |
FR2855834A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-10 | Corus Aluminium Walzprod Gmbh | High strength aluminum alloy products with high fatigue resistance for use as the sheets and panels of aircraft structural components for the fuselage and wings |
CA2544509A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-13 | Genlyte Thomas Group Llc | Apparatus for etching multiple surfaces of luminaire reflector |
RU2379366C2 (en) * | 2004-07-15 | 2010-01-20 | Алкоа Инк. | Alloys of set 2000 with improved properties of resistance against damages for aerospace application |
-
2011
- 2011-04-05 RU RU2011112954/02A patent/RU2447173C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2210614C1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-08-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Aluminum-base alloy, article made of this alloy and method for it preparing |
FR2855834A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-10 | Corus Aluminium Walzprod Gmbh | High strength aluminum alloy products with high fatigue resistance for use as the sheets and panels of aircraft structural components for the fuselage and wings |
RU2379366C2 (en) * | 2004-07-15 | 2010-01-20 | Алкоа Инк. | Alloys of set 2000 with improved properties of resistance against damages for aerospace application |
CA2544509A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-13 | Genlyte Thomas Group Llc | Apparatus for etching multiple surfaces of luminaire reflector |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107858567A (en) * | 2017-11-16 | 2018-03-30 | 北京世联信诺科技有限公司 | A kind of birmastic for exempting from heat treatment and preparation method thereof |
CN107858567B (en) * | 2017-11-16 | 2019-09-13 | 北京世联信诺科技有限公司 | A kind of birmastic and preparation method thereof for exempting from heat treatment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4535731B2 (en) | AL-ZN-MG-CU alloy product with improved harmony between static mechanical properties and damage resistance | |
US8043445B2 (en) | High-damage tolerant alloy product in particular for aerospace applications | |
CN103874775B (en) | The deformation method that Al-Cu-Li alloy sheet material improves | |
KR102260797B1 (en) | Extrados structural element made from an aluminium copper lithium alloy | |
US10190200B2 (en) | Aluminum-copper-lithium products | |
KR102580143B1 (en) | 7XXX-Series Aluminum Alloy Products | |
US8771441B2 (en) | High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plates suitable for fuselage panels | |
JP6692803B2 (en) | Aluminum-copper-lithium alloy isotropic sheet metal for aircraft fuselage manufacturing | |
US9458528B2 (en) | 2xxx series aluminum lithium alloys | |
KR102003569B1 (en) | 2xxx series aluminum lithium alloys | |
CN103266246A (en) | Al-Cu-Li alloy product suitable for aerospace application | |
CN110564994A (en) | low-cost high-toughness aluminum lithium alloy | |
JP2017532456A (en) | Expanded product made of aluminum-magnesium-lithium alloy | |
FR2960002A1 (en) | ALUMINUM-COPPER-LITHIUM ALLOY FOR INTRADOS ELEMENT. | |
US20150240338A1 (en) | Ultra-Thick High Strength 7xxx Series Aluminum Alloy Products and Methods of Making Such Products | |
JP2021508357A (en) | Improved method of manufacturing aluminum-copper-lithium alloy sheet metal for manufacturing airplane fuselage | |
US11898232B2 (en) | High-strength alloy based on aluminium and method for producing articles therefrom | |
CA2741587A1 (en) | Aluminium alloy products for manufacturing structural components and method of producing the same | |
RU2447173C1 (en) | Aluminium-based alloy | |
RU2327758C2 (en) | Aluminium base alloy and products made out of it | |
KR20230106180A (en) | Methods of making 2XXX-series aluminum alloy products | |
RU2672977C1 (en) | ALUMINUM ALLOY OF Al-Mg-Si SYSTEM | |
RU2310005C1 (en) | Aluminum base alloy and product of such alloy | |
CA3135702A1 (en) | Aluminium casting alloy | |
RU2560481C1 (en) | Al-Cu-Li-INTERMETALLIDE-BASED ALLOY AND ARTICLES MADE THEREOF |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130406 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150727 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170130 |