RU2473709C1 - High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof - Google Patents
High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473709C1 RU2473709C1 RU2011143453/02A RU2011143453A RU2473709C1 RU 2473709 C1 RU2473709 C1 RU 2473709C1 RU 2011143453/02 A RU2011143453/02 A RU 2011143453/02A RU 2011143453 A RU2011143453 A RU 2011143453A RU 2473709 C1 RU2473709 C1 RU 2473709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- aluminum
- alloys
- zirconium
- magnesium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии легких сплавов и, в частности, сплавов на основе алюминия, которые предназначены для изготовления деформированных полуфабрикатов в виде прессованных и катаных труб, штампованых крышек, используемых в виде деталей газовых центрифуг, работающих длительное время в сложных условиях при умеренно повышенных температурах.The present invention relates to the field of metallurgy of light alloys and, in particular, aluminum-based alloys, which are intended for the manufacture of deformed semi-finished products in the form of extruded and rolled pipes, stamped covers, used in the form of parts of gas centrifuges operating for a long time under difficult conditions at moderately elevated temperatures.
Известен алюминиевый сплав марки В96Цпч следующего химического состава, мас.%:Known aluminum alloy brand V96tsch of the following chemical composition, wt.%:
Цинк - 8,0-9,0Zinc - 8.0-9.0
Магний - 2,3-3,0Magnesium - 2.3-3.0
Медь - 2,0-2,6Copper - 2.0-2.6
Цирконий - 0,1-0,2Zirconium - 0.1-0.2
Алюминий - остальное.Aluminum is the rest.
(Сплавы алюминиевые деформируемые повышенной чистоты. Марки. ОСТ 1 90026-80).(Alloys wrought aluminum high purity. Stamps. OST 1 90026-80).
Недостатком этого сплава является низкая конструкционная прочность из-за хрупкости, возникающей вследствие склонности к зернограничному разрушению. Хрупкость сплава также обусловливает его низкую технологичность в металлургическом производстве. Сплав имеет повышенную склонность к горячим и холодным трещинам при литье слитков, характеризуется низкими скоростями истечения при прессовании и допускает очень ограниченные деформации при ковке и прокатке.The disadvantage of this alloy is the low structural strength due to brittleness arising from the tendency to grain boundary destruction. The fragility of the alloy also determines its low manufacturability in metallurgical production. The alloy has an increased tendency to hot and cold cracks when casting ingots, is characterized by low flow rates during pressing and allows very limited deformations during forging and rolling.
Известен алюминиевый сплав следующего химического состава, мас.%:Known aluminum alloy of the following chemical composition, wt.%:
Цинк - 8,0-9,0Zinc - 8.0-9.0
Магний - 2,3-3,0Magnesium - 2.3-3.0
Медь - 2,0-2,6Copper - 2.0-2.6
Цирконий - 0,1-0,2Zirconium - 0.1-0.2
Железо - 0,05-0,3Iron - 0.05-0.3
Кремний - 0,03-0,15Silicon - 0.03-0.15
Бериллий - 0,0001-0,002Beryllium - 0.0001-0.002
Водород - (0,9-3,6)×10-5 Hydrogen - (0.9-3.6) × 10 -5
Алюминий - остальное.Aluminum is the rest.
(Патент РФ на изобретение №2164541, класс С22С21/10, опубликован 27.03.2001 г.), прототип.(RF patent for the invention No. 2164541, class C22C21 / 10, published March 27, 2001), prototype.
Недостатком этого сплава является низкая конструкционная прочность из-за хрупкости, возникающей вследствие склонности к зернограничному разрушению. Это снижает ресурс изделия. Сплав мало технологичен в металлургическом производстве при литье слитков и при обработке их давлением.The disadvantage of this alloy is the low structural strength due to brittleness arising from the tendency to grain boundary destruction. This reduces the resource of the product. The alloy is not very technologically advanced in metallurgical production when casting ingots and when processing them by pressure.
Предлагается сплав на основе алюминия следующего химического состава, мас.%:An alloy based on aluminum of the following chemical composition, wt.%:
Цинк - 8,0-9,0Zinc - 8.0-9.0
Магний - 2,3-3,0Magnesium - 2.3-3.0
Медь - 2,0-2,6Copper - 2.0-2.6
Цирконий - 0,1-0,2Zirconium - 0.1-0.2
Бериллий - 0,0001-0,002Beryllium - 0.0001-0.002
Церий - 0,005-0,05Cerium - 0.005-0.05
Кальций - 0,005-0,05Calcium - 0.005-0.05
Титан - 0,005-0,05Titanium - 0.005-0.05
Железо до 0,15Iron to 0.15
Кремний до 0,1.Silicon up to 0.1.
По крайней мере один элемент из группы:At least one member from the group:
Марганец до 0,1Manganese to 0.1
Хром до 0,05.Chrome up to 0.05.
Предлагаемый сплав на основе алюминия имеет следующий химический состав и отличается от известного тем, что он дополнительно содержит церий, кальций, титан и по крайней мере один из элементов группы - марганец или хром, при следующих соотношениях компонентов (массовая доля)%:The proposed aluminum-based alloy has the following chemical composition and differs from the known one in that it additionally contains cerium, calcium, titanium and at least one of the elements of the group — manganese or chromium, with the following component ratios (mass fraction)%:
Цинк - 8,0-9,0Zinc - 8.0-9.0
Магний - 2,3-3,0Magnesium - 2.3-3.0
Медь - 2,0-2,6Copper - 2.0-2.6
Цирконий - 0,1-0,2Zirconium - 0.1-0.2
Бериллий - 0,0001-0,002Beryllium - 0.0001-0.002
Церий - 0,005-0,05Cerium - 0.005-0.05
Кальций - 0,005-0,05Calcium - 0.005-0.05
Титан - 0,005-0,05Titanium - 0.005-0.05
Железо до 0,15Iron to 0.15
Кремний до 0,1Silicon up to 0.1
По крайней мере один элемент из группы:At least one member from the group:
Марганец до 0,1Manganese to 0.1
Хром до 0,05Chrome up to 0.05
Алюминий - остальное.Aluminum is the rest.
Предлагаемый сплав характеризуется повышенной конструкционной прочностью вследствие малой склонности к межзеренному разрушению из-за повышенной пластичности межзеренных границ. В результате заметно возрастают характеристики, описывающие пластичность металла. Относительное удлинение возрастает на 30%, ударная вязкость на 40%, заметно растет сопротивление повторным нагрузкам. Как следствие возрастает ресурс изделий.The proposed alloy is characterized by increased structural strength due to the low tendency to intergranular fracture due to the increased ductility of grain boundaries. As a result, characteristics describing the ductility of the metal increase markedly. Relative elongation increases by 30%, impact strength by 40%, and resistance to repeated loads increases markedly. As a result, the resource of products increases.
Снижение хрупкости благотворно сказывается на технологической пластичности в металлургическом производстве. Уменьшается склонность к горячим и холодным трещинам при литье слитков, повышается их пластичность при обработке давлением.Reducing brittleness has a beneficial effect on technological plasticity in metallurgical production. The tendency to hot and cold cracks during casting decreases, their ductility during pressure processing increases.
Причина повышения пластичности и вязкости разрушения заключается в уменьшении зернограничной хрупкости вследствие комплексного микролегирования сплава при заданном составе, повышающего пластичность межзеренных границ. Доля межзеренного разрушения при переходе от известного сплава к предлагаемому уменьшается в несколько раз.The reason for the increase in ductility and fracture toughness is a decrease in grain boundary brittleness due to complex microalloying of the alloy with a given composition, which increases the ductility of grain boundaries. The proportion of intergranular fracture in the transition from the known alloy to the proposed decreases several times.
Преимущества сплава проявляются также в изделии, выполненном из вышеприведенного сплава.The advantages of the alloy are also manifested in the product made of the above alloy.
Пример.Example.
В электрической печи сопротивления емкостью 170 кг были отлиты слитки диаметром 65 мм и диаметром 215 мм из известного и предлагаемого сплавов.In an electric resistance furnace with a capacity of 170 kg, ingots with a diameter of 65 mm and a diameter of 215 mm were cast from the known and proposed alloys.
Химический состав приведен в табл.1.The chemical composition is given in table 1.
Слитки были отгомогенизированы по режиму 420°С, 6 часов +460°С, 20 часов.The ingots were homogenized according to the regime of 420 ° C, 6 hours + 460 ° C, 20 hours.
Слитки диаметром 65 мм резали на мерные заготовки ⌀65×87 мм, обтачивали на ⌀62 мм и штамповали в несколько переходов на заготовки под детали в виде крышек.Ingots with a diameter of 65 mm were cut into measuring billets of ⌀65 × 87 mm, turned into ⌀62 mm and stamped into several transitions to billets for parts in the form of covers.
Слитки диаметром 215 мм резали на мерные заготовки длиной по 600 мм, обтачивали на диаметр 200 мм и осаживали с последующей прогладкой на диаметр 290 мм. Из полученных поковок выгачивали заготовки, из которых прессовали трубу ⌀138×4 мм.Ingots with a diameter of 215 mm were cut into measuring billets with a length of 600 mm, machined to a diameter of 200 mm and precipitated, followed by laying to a diameter of 290 mm. Billets were extruded from the obtained forgings, from which a ⌀138 × 4 mm pipe was pressed.
Штамповки в виде крышек укладывали вертикально в специальную закалочную корзину в шахматном порядке с зазором около 40 мм. Температуру в закалочной печи поддерживали на уровне 470°С с точностью ±3°С. При погружении корзины со штамповками в ванну с водой комнатной температуры осуществляли интенсивный барботаж воды с помощью сжатого воздуха, подаваемого со дна ванны.Stampings in the form of covers were stacked vertically in a special hardening basket in a checkerboard pattern with a gap of about 40 mm. The temperature in the quenching furnace was maintained at 470 ° C with an accuracy of ± 3 ° C. When the basket with stampings was immersed in a bath with room temperature water, an intensive sparging of water was carried out using compressed air supplied from the bottom of the bath.
Трубы закаливали из вертикальной закалочной печи с температуры 470±3°С в баке с водой комнатной температуры с вертикальным погружением. После закалки покоробленные трубы правили волочением с остаточной пластической деформацией 1,5%.The pipes were quenched from a vertical quenching furnace at a temperature of 470 ± 3 ° C in a tank of room temperature water with vertical immersion. After hardening, warped pipes were governed by drawing with a residual plastic deformation of 1.5%.
Закаленные штамповки и трубы искусственно старили по режиму 140°С, 16 часов.Hardened stampings and pipes artificially aged 140 ° C, 16 hours.
В табл.2 представлены механические свойства штамповок и прессованных труб из известного и предлагаемого сплавов.Table 2 presents the mechanical properties of stampings and pressed pipes from the known and proposed alloys.
Из термически упроченных труб известного и предлагаемого сплавов вырезали образцы с концентратором напряжений (Kt=2,3; f=3 Гц; R=0,1) для испытаний на малоцикловую выносливость при пульсирующем растяжении при σmах=160 МПа. Образцы из известного сплава выдержали 130-190 тыс. циклов до разрушения, а образцы из предлагаемого сплава - 270-350 тыс. циклов.Samples with a stress concentrator (Kt = 2.3; f = 3 Hz; R = 0.1) were cut from thermally hardened pipes of the known and proposed alloys for low-cycle endurance tests with pulsating tension at σ max = 160 MPa. Samples from the known alloy withstood 130-190 thousand cycles to failure, and samples from the proposed alloy - 270-350 thousand cycles.
Таким образом, анализ приведенных результатов испытаний труб из известного и предлагаемого сплавов показывает явное преимущество последнего.Thus, the analysis of the test results of pipes from known and proposed alloys shows a clear advantage of the latter.
Предлагаемый сплав имеет более высокие значения относительного удлинения δ и относительного сужения Ψ, ударной вязкости KCU и в особенности более высокий показатель сопротивления усталостным нагрузкам. Это дает возможность повышать ресурс изделия.The proposed alloy has higher relative elongation δ and relative narrowing Ψ, impact strength KCU and in particular a higher fatigue resistance. This makes it possible to increase the resource of the product.
Claims (2)
По крайней мере один элемент из группы:
At least one member from the group:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143453/02A RU2473709C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143453/02A RU2473709C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2473709C1 true RU2473709C1 (en) | 2013-01-27 |
Family
ID=48806994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011143453/02A RU2473709C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2473709C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610190C1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-02-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | High-strength aluminium alloy and article made of it |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1981002025A1 (en) * | 1980-01-10 | 1981-07-23 | Taiho Kogyo Co Ltd | Aluminum-based alloy bearing |
RU2164541C2 (en) * | 1999-02-05 | 2001-03-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Aluminium-based alloy |
US20070243097A1 (en) * | 2004-06-25 | 2007-10-18 | Emmanuelle Sarrazin | Process for Fabrication of Products Made of an Aluminium Alloy With High Toughness and High Fatigue Resistance |
RU2352668C2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-04-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Alloy on basis of aluminium |
-
2011
- 2011-10-28 RU RU2011143453/02A patent/RU2473709C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1981002025A1 (en) * | 1980-01-10 | 1981-07-23 | Taiho Kogyo Co Ltd | Aluminum-based alloy bearing |
RU2164541C2 (en) * | 1999-02-05 | 2001-03-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Aluminium-based alloy |
US20070243097A1 (en) * | 2004-06-25 | 2007-10-18 | Emmanuelle Sarrazin | Process for Fabrication of Products Made of an Aluminium Alloy With High Toughness and High Fatigue Resistance |
RU2352668C2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-04-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Alloy on basis of aluminium |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610190C1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-02-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | High-strength aluminium alloy and article made of it |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5345056B2 (en) | Heat-treatable high-strength aluminum alloy | |
RU2441089C1 (en) | ANTIRUST ALLOY BASED ON Fe-Cr-Ni, ARTICLE THEREFROM AND METHOD OF PRODUCING SAID ARTICLE | |
RU2283889C1 (en) | Titanium base alloy | |
JP5830006B2 (en) | Extruded aluminum alloy with excellent strength | |
RU2673593C1 (en) | High-strength aluminium-based alloy | |
US11306379B2 (en) | Thick products made of 7XXX alloy and manufacturing process | |
RU2007133521A (en) | AL-ZN-CU-MG ALLOYS ON THE BASIS OF ALUMINUM AND METHODS OF THEIR OBTAINING AND APPLICATION | |
US10900108B2 (en) | Method for manufacturing bent article using aluminum alloy | |
JP2009280846A (en) | Magnesium alloy forged member, and producing method therefor | |
RU2610657C1 (en) | Titanium-based alloy and product made from it | |
US20080308196A1 (en) | High-strength and high-toughness aluminum alloy material for bumper beam and method for manufacturing the same | |
RU2569275C1 (en) | Plate from high-strength aluminium alloy and method of its production | |
JP6577652B2 (en) | Aluminum alloy and fastening member | |
US20120027639A1 (en) | Aluminum alloy for die casting | |
RU2735846C1 (en) | Aluminum-based alloy | |
CN101815801A (en) | wrought magnesium alloy | |
RU2473709C1 (en) | High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof | |
RU2385358C1 (en) | Cast alloy on aluminium base | |
EA037441B1 (en) | Method for making deformed semi-finished products from aluminium alloys | |
US20230416878A1 (en) | Aluminum alloy for automobile wheels, and automobile wheel | |
CN105671376B (en) | High-strength and high-plasticity hypoeutectic aluminium-silicon alloy material manufactured through gravity casting and room-temperature cold rolling, and manufacturing method thereof | |
CA3135702C (en) | Aluminium casting alloy | |
Phongphisutthinan et al. | Caliber rolling process and mechanical properties of high Fe-containing Al–Mg–Si alloys | |
RU2520924C1 (en) | Production of disc-shape forged pieces from alloy of aluminium with ortho-phase titanium | |
RU2641212C1 (en) | Method for forming fine-grained high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201029 |