RU2497966C1 - Способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой - Google Patents
Способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497966C1 RU2497966C1 RU2012120414/02A RU2012120414A RU2497966C1 RU 2497966 C1 RU2497966 C1 RU 2497966C1 RU 2012120414/02 A RU2012120414/02 A RU 2012120414/02A RU 2012120414 A RU2012120414 A RU 2012120414A RU 2497966 C1 RU2497966 C1 RU 2497966C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingots
- dendritic
- melt
- alloy
- alloys
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и, в частности, к получению слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой. Способ включает введение в расплав алюминиевого сплава модифицирующей добавки и кристаллизацию расплава, при этом в качестве модифицирующей добавки используют лигатуру Al-Sc-Zr, содержащую 0,002-0,02% Sc и 0,002-0,02% Zr, которую вводят в расплав в виде прутка перед кристаллизацией. Способ обеспечивает предельное измельчение зеренной структуры алюминиевых сплавов, что позволяет получить слитки с недендритной структурой. 2 табл., 1 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к области металлургии цветных металлов, и в частности, к способам получения слитков из алюминиевых сплавов с недендриной структурой.
В принципе измельчение зеренной структуры возможно лишь до некоторой критической величины, при достижении которой зерно становится равным дендритному параметру, и дальнейшее измельчение невозможно при данной скорости охлаждения при кристаллизации. Такое измельчение зеренной структуры называется предельным, а формирующаяся при этом предельно измельченная зеренная структура - недендритной.
Измельчение зеренной структуры слитков из алюминиевых сплавов вплоть до недендритной структуры уменьшает их склонность к горячим трещинам, возникающим в процессе литья, повышает сопротивление холодным трещинам, образующимся после литья, повышает технологическую пластичность слитков при обработке давлением (прессовании, ковке, прокатке) и улучшает служебные свойства готовых полуфабрикатов, полученных из этих слитков.
Пока известны лишь три способа предельного измельчения зеренной структуры слитков из алюминиевых сплавов, т.е. получения слитков с недендритной структурой.
Слитки с недендритной структурой могут быть получены путем введения в кристаллизующийся расплав мощного ультразвука, создающего в расплаве перед кристаллизацией явление кавитации. (Добаткин В.И., Эскин Г.И., Боровикова С.И. К вопросу о формировании субдендритной структуры слитка при ультразвуковой обработке расплава в процессе кристаллизации // Технология легких сплавов. - 1971. - №6. - С.9-17) Аналог.
Недостатком упомянутого способа является то, что при его использовании обрабатываемый ультразвуком сплав должен содержать в своем составе достаточное количество элементов-модификаторов, таких как Zr, Ti, Ti+B, что выводит химический состав марочных сплавов за пределы требований технический условий или стандартов.
Известен способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой, который заключается в легировании их добавкой скандия в количестве более 0,3% или совместной добавкой скандия и циркония в количестве более ~ 0,2% Sc и более ~ 0,1% Zr. (Давыдов В.Г., Захаров В.В., Ростова Т.Д. Модифицирование зеренной структуры слитков алюминиевых сплавов // Цветные металлы. - 2001. - №9-10. - С.95-98) Аналог.
Недостатком этого способа является введение в состав сплава большого количества элементов-модификаторов (Sc и Zr), которые выводят химический состав отливаемых марочных сплавов за пределы требований технических условий или стандартов.
Известен способ получения слитков алюминиевых сплавов с недендритной структурой, заключающийся в одновременном введении в расплав перед кристаллизацией лигатурного прутка Al-Ti или Al-Zr и ультразвукового излучателя, создающего кавитационное поле в зоне растворения прутка (Бочвар С.Г. Новая концепция предельного измельчения структуры слитков алюминиевых сплавов вплоть до формирования недендритной структуры в процессе непрерывного литья за счет внепечного комплексного модифицирования расплава // Технология легких сплавов. - 2011. - №1. - С.12-21) Прототип.
Способ обеспечивает получение слитков алюминиевых сплавов с недендритной или со смешанной зеренной структуры и при этом химический состав отливаемых марочных сплавов остается в пределах требований технических требований или стандартов. Содержание в сплаве Ti или Zr, вводимых вместе с лигатурным прутком, увеличивается только на 0,01-0,02% каждого, что допускается нормативной документацией.
Недостатком этого способа является его нестабильность: не всегда удается достичь предельного измельчения зеренной структуры слитков и получить слитки с недендритной структурой. Во многих случаях формируется смешанная структура (дендритная + недендритная).
Предлагается способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой, включающий введение в расплав алюминиевого сплава модифицирующей добавки и кристаллизацию расплава, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют лигатуру Al-Sc-Zr, содержащую 0,002-0,02% Sc и 0,002-0,02 Zr которую вводят в расплав в виде прутка перед кристаллизацией.
Предлагаемый способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой отличается от известного тем, что в качестве модифицирующей добавки используют лигатуру Al-Sc-Zr, содержащую 0,002-0,02% Sc и 0,002-0,02 Zr которую вводят в расплав в виде прутка перед кристаллизацией.
Эффективность модифицирующего действия лигатурного прутка Al-Sc-Zr объясняется тем, что из лигатурного прутка в расплав перед его кристаллизацией вводятся мелкие частицы-зародыши Al3 (Sc, Zr), которые благодаря практически полному размерно-структурному соответствию кристаллических решеток частиц Al3 (Sc, Zr) хорошо смачиваются алюминиевым расплавом, что усиливает их затравочное действие. Поэтому частицы Al3 (Sc, Zr) являются самыми эффективными, из всех известных, зародышами кристаллизации алюминиевых зерен и пока единственными, способными формировать в отливаемых слитках недендритную структуру. Поэтому введение в расплав с помощью лигатурного прутка Al-Sc-Zr всего лишь по 0,002-0,02% Sc и Zr достаточно, чтобы обеспечить формирование в слитках недендритной зеренной структуры.
Технический результат - это повышение сопротивляемости образованию горячих и холодных трещин в слитках алюминиевых сплавов, рост технологической пластичности слитков при обработке давлением и увеличение служебных характеристик получаемых из них полуфабрикатов.
Пример.
Методом непрерывного литья были отлиты слитки диаметром 126 мм из стандартных промышленных сплавов 1960 (Al-Zn-Mg-Cu), Д16 (Al-Cu-Mg) и АД31 (Al-Mg-Si). Масса каждой плавки составляла около 100 кг.
Половину плавки каждого сплава отливали с использованием известного способа и вторую половину плавки отливали с использованием предлагаемого способа.
После литья слитки были отожжены по режиму 350°C, 2 ч, затем порезаны на образцы для исследования структуры слитков. В таблице 1 представлены результаты изучения структуры слитков с помощью оптического микроскопа.
Таблица 1 | |||
Тип структуры слитков, отлитых с использованием известного и предлагаемого способов. | |||
Марка сплава | 1960 | Д16 | АД31 |
Известный способ | Предельно измельченная, недендритная | Смешанная (дендритная + недендритная) | Дендритная |
Предлагаемый способ | Предельно измельченная, недендритная | Предельно измельченная, недендритная | Предельно измельченная, недендритная |
Рассмотрение таблицы 1 показывает, что известный способ обеспечил получение слитков с недендритной структурой из сплава 1960, а при литье слитков сплава Д16 сформировалась смешанная структура - дендритная и недендритная. В случае сплава АД31 слитки имели обычную дендритную структуру. Использование предлагаемого способа обусловливает получение слитков с недендритной структурой из всех сплавов.
В таблице 2 представлены параметры зеренной структуры отлитых слитков с использованием известного и предлагаемого способов.
Таблица 2 | ||||||
Параметры зеренной структуры слитков сплавов 1960, Д16, АД31, отлитых с использованием известного и предлагаемого способов | ||||||
Марка сплава | 1960 | Д16 | АД31 | |||
Параметры | Размер зерна | Дендритный параметр | Размер зерна | Дендритный параметр | Размер зерна | Дендритный параметр |
Известный способ | 75 | 75 | 124 | 75 | 260 | 75 |
Предлагаемый способ | 75 | 75 | 75 | 75 | 75 | 75 |
Анализ таблицы 2 показывает, что предлагаемый способ обеспечивает надежное стабильное получение слитков с недендритной структурой из всех сплавов.
Claims (1)
- Способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой, включающий введение в расплав алюминиевого сплава модифицирующей добавки и кристаллизацию расплава, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют лигатуру Al-Sc-Zr, содержащую 0,002-0,02% Sc и 0,002-0,02% Zr, которую вводят в расплав в виде прутка перед кристаллизацией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120414/02A RU2497966C1 (ru) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120414/02A RU2497966C1 (ru) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2497966C1 true RU2497966C1 (ru) | 2013-11-10 |
Family
ID=49683150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012120414/02A RU2497966C1 (ru) | 2012-05-18 | 2012-05-18 | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2497966C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561581C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ СЛИТКОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu-Zr |
CN105821260A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-03 | 湖南东方钪业股份有限公司 | 一种铝合金用的铝钪锆中间合金及其生产方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2031171C1 (ru) * | 1992-02-17 | 1995-03-20 | Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ непрерывного литья слитков алюминиевых сплавов |
RU2257419C1 (ru) * | 2004-01-22 | 2005-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярская государственная академия цветных металлов и золота" | Способ получения модифицирующих материалов для алюминия и его сплавов |
CN101245419A (zh) * | 2007-02-16 | 2008-08-20 | 上海富玛有色零部件有限公司 | 改善重熔再生铸造铝合金性能的方法 |
-
2012
- 2012-05-18 RU RU2012120414/02A patent/RU2497966C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2031171C1 (ru) * | 1992-02-17 | 1995-03-20 | Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ непрерывного литья слитков алюминиевых сплавов |
RU2257419C1 (ru) * | 2004-01-22 | 2005-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярская государственная академия цветных металлов и золота" | Способ получения модифицирующих материалов для алюминия и его сплавов |
CN101245419A (zh) * | 2007-02-16 | 2008-08-20 | 上海富玛有色零部件有限公司 | 改善重熔再生铸造铝合金性能的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДАВЫДОВ В.Г. и др. Модифицирование зеренной структуры слитков алюминиевых сплавов, Цветные металлы, 2001, №9-10, с.95-98. БОЧВАР С.Г. Новая концепция предельного измельчения структуры слитков алюминиевых сплавов в процессе непрерывного литья за счет внепечного комплексного модифицирования расплава, Технология легких сплавов, 2011, №1, с.12-21. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561581C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ СЛИТКОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu-Zr |
CN105821260A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-03 | 湖南东方钪业股份有限公司 | 一种铝合金用的铝钪锆中间合金及其生产方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Effect of Si content on microstructure and mechanical properties of Al–Si–Mg alloys | |
CA2574962C (en) | An al-si-mg-zn-cu alloy for aerospace and automotive castings | |
AU2010310912B2 (en) | Aluminium alloy products for manufacturing structural components and method of producing the same | |
JP6420553B2 (ja) | アルミニウム合金、アルミニウム合金線材、アルミニウム合金線材の製造方法、アルミニウム合金部材の製造方法、及びアルミニウム合金部材 | |
Kumar et al. | Influence of Al grain structure on Fe bearing intermetallics during DC casting of an Al-Mg-Si alloy | |
JP2006257478A (ja) | 難燃性系マグネシウム合金及びその製造方法 | |
JP2010528187A (ja) | 熱間割れ感受性を減じるためのアルミニウム合金配合物 | |
Jiang et al. | Effects of Sc or/and Ge addition on microstructure and mechanical properties of as-cast 6016 Al alloy | |
Samuel et al. | Role of Zr and Sc addition in controlling the microstructure and tensile properties of aluminum–copper based alloys | |
ZHANG et al. | Effect of cooling condition on microstructure of semi-solid AZ91 slurry produced via ultrasonic vibration process | |
Shabani et al. | Effect of grain refinement on the microstructure and tensile properties of thin 319 Al castings | |
JP2016524045A (ja) | 向上した高温機械特性を有するアルミニウム合金複合材 | |
KR20140010074A (ko) | 2xxx 계열 알루미늄 리튬 합금 | |
JP6229130B2 (ja) | 鋳造用アルミニウム合金及びそれを用いた鋳物 | |
RU2514748C1 (ru) | ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО | |
Haider T et al. | Microstructural evaluation and mechanical properties of an Al-Zn-Mg-Cu-alloy after addition of nickel under RRA conditions | |
CA2741587C (en) | Aluminium alloy products for manufacturing structural components and method of producing the same | |
JP5209955B2 (ja) | アルミニウム合金鍛造素材 | |
RU2497966C1 (ru) | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой | |
Bogdanoff et al. | The effect of Si content on microstructure and mechanical properties of Al-Si alloy | |
JP5356777B2 (ja) | マグネシウム合金の鍛造方法 | |
US20120039746A1 (en) | Aluminum-zirconium-titanium-carbon grain refiner for magnesium and magnesium alloys and method for producing the same | |
WO2019101316A1 (en) | Al-si-mg-zr-sr alloy with particle-free grain refinement and improved heat conductivity | |
Petrova et al. | Structure and strength of Al-Mn-Cu-Zr-Cr-Fe ALTEC alloy after radial-shear rolling | |
JP5575028B2 (ja) | 高強度アルミニウム合金、高強度アルミニウム合金鋳物の製造方法および高強度アルミニウム合金部材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190519 |