RU2544331C1 - Алюминиевый сплав - Google Patents

Алюминиевый сплав Download PDF

Info

Publication number
RU2544331C1
RU2544331C1 RU2014102333/02A RU2014102333A RU2544331C1 RU 2544331 C1 RU2544331 C1 RU 2544331C1 RU 2014102333/02 A RU2014102333/02 A RU 2014102333/02A RU 2014102333 A RU2014102333 A RU 2014102333A RU 2544331 C1 RU2544331 C1 RU 2544331C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
zirconium
iron
magnesium
aluminum
Prior art date
Application number
RU2014102333/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Борисович Сидельников
Николай Николаевич Довженко
Владимир Николаевич Баранов
Вадим Михайлович Беспалов
Андрей Сергеевич Сидельников
Екатерина Сергеевна Лопатина
Антон Леонидович Трифоненков
Леонид Петрович Трифоненков
Виктор Федорович Фролов
Александр Владимирович Сальников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2014102333/02A priority Critical patent/RU2544331C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2544331C1 publication Critical patent/RU2544331C1/ru

Links

Landscapes

  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов и может быть использовано преимущественно для изготовления катанки электротехнического назначения, а также деформированных полуфабрикатов, используемых в строительстве, машиностроении и других областях народного хозяйства. Сплав содержит следующие компоненты, мас.%: цирконий 0,15-0,40, кремний 0,03-0,15, железо 0,15-0,35, магний 0,01-0,60, медь 0,005-0,01, цинк 0,005-0,02, бор 0,001-0,003, сумму примесей титана, хрома, ванадия, марганца до 0,030, алюминий - остальное. Использование предлагаемого сплава дает возможность расширения технологических возможностей изготовленных из него изделий за счет требуемого комплекса прочностных, электрических и эксплуатационных свойств, что приводит к энергосбережению электроэнергии и увеличению срока службы изготовленных из этого сплава изделий. 2 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления катанки электротехнического назначения со специальными физическими свойствами, удовлетворяющей требованиям потребителей, и деформированных полуфабрикатов, используемых в строительстве, машиностроении и других областях народного хозяйства.
Известен сплав, содержащий, мас.%: алюминий 4-8, хром 16-24, кремний 0,05-1, марганец 0,001-0,5, иттрий 0,02-0,2, цирконий 0,1-0,3 или цирконий 0,1-0,3 и гафний 0,02-0,2, углерод 0,003-0,05, магний 0,0002-0,05, кальций 0,0002-0,05, азот макс. 0,04, фосфор макс. 0,04, серу макс. 0,01, медь макс. 0,5, железо и обычные, обусловленные плавкой, примеси остальное. Гафний может быть полностью или частично заменен одним или несколькими из элементов, выбранных из группы: скандий, титан, ванадий, ниобий, тантал или церий (RU, патент РФ №2344192, МПК C22C 38/28, опубл. 20.01.2009).
Однако уровень прочностных свойств данного сплава не достаточен для того, чтобы использовать эти материалы для изготовления из них конструкций и деталей, работающих в условиях одновременного воздействия значительного механического нагружения и высоких температур. Кроме того, конструкции и изделия из таких сплавов характеризуются недостаточной электропроводностью.
Известен также сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: кремний 0,01-0,1, железо 0,08-0,20, цирконий 0,01-0,08, сумма примесей титана, хрома, ванадия и марганца 0-0,1, алюминий - остальное (CN, патент №1428449 A, МПК C22C 21/00, опубл. 09.07.2003).
Однако температурный уровень эксплуатации таких алюминиевых сплавов обычно не превышает 100°C, что является не достаточным для использования этих материалов в изделиях, длительно работающих в условиях высоких температур.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является алюминиевый сплав, содержащий мас.%: цирконий 0,10-0,19; кремний 0,11-0,15; железо 0,21-0,35 и сумму примесей титана, хрома, ванадия и марганца до 0,015 мас.% (RU, патент РФ №2458151, МПК C21C 1/02, опубл. 10.08.2012).
Однако во многих случаях эксплуатация проводов из таких сплавов, особенно для линий электропередач (ЛЭП), требует комплекса потребительских свойств при температурах 230°C и значительных механических нагрузках, который не достигается при применении данного сплава.
В основу изобретения положена задача расширения арсенала алюминиевых сплавов, характеризующихся высокими прочностными свойствами при повышенных температурах и высокой электропроводностью.
При этом техническим результатом является реализация этого назначения.
Технический результат достигается тем, что алюминиевый сплав, содержащий цирконий, кремний, железо, примеси титана, хрома, ванадия и марганца, дополнительно содержит магний, медь, цинк и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цирконий 0,15-0,40;
кремний 0,03-0,15;
железо 0,15-0,35;
магний 0,01-0,60;
медь 0,005-0,01;
цинк 0,005-0,02;
бор 0,001-0,003;
примеси титана, хрома, ванадия и марганца до 0,030;
алюминий - остальное
Дополнительное введение в алюминиевый сплав магния, меди, цинка и бора при указанном соотношении компонентов обеспечивает его высокие прочностные свойства при повышенных температурах и высокую электропроводность.
В качестве легирующего элемента, повышающего термостойкость алюминия, выбран цирконий в концентрациях 0,15-0,40 мас.%. Снижение содержания циркония в количествах меньше 0,15 мас.% приводит к снижению термостойкости. Увеличение содержания циркония в количествах выше 0,40 мас.% приводит к увеличению удельного электросопротивления и незначительному росту термостойкости.
При содержании в алюминиевом сплаве железа, кремния и магния в концентрациях 0,15-0,35 мас.%, 0,03-0,15 мас.% и 0,01-0,60 мас.% соответственно повышаются прочностные свойства сплава. Их заявляемое количество в комплексе приводит к оптимальным показателям по прочностным свойствам сплава и электросопротивлению при высокой термостойкости (до 230°C), которую обеспечивает цирконий в заявленных концентрациях 0,15-0,40 мас.%. Снижение содержания железа меньше 0,15 мас.%, кремния меньше 0,03 мас.% и магния меньше 0,01 мас.% приводит к уменьшению прочностных характеристик сплавов и, в первую очередь, снижению временного сопротивления разрыву. Увеличение содержания железа в количествах выше 0,35 мас.%, кремния выше 0,15 мас.% и магния выше 0,60 мас.% приводит к значительному увеличению удельного электросопротивления. Поэтому указанные количественные пределы являются оптимальными для сочетания высоких прочностных свойств и термостойкости при удовлетворительных показателях электросопротивления.
Содержание в сплаве меди в количествах 0,005-0,01 мас.% и цинка в количествах 0,005-0,02 является оптимальным и способствует повышению прочностных и пластических свойств сплава. Повышение их содержания, меди выше 0,01 мас.% и цинка выше 0,02 мас.%, нецелесообразно в связи с повышением электросопротивления, а ниже 0,005 мас.% не приводит к увеличению прочностных свойств.
Бор в количествах 0,001-0,003 мас.% используется в качестве модификатора и обеспечивает мелкозернистую структуру в литых сплавах. Примеры наилучшей реализации изобретения. Было разработано несколько типов сплавов с различным содержанием компонентов. Эксперименты производились на литейно-прокатном агрегате, позволяющем получить катанку диаметром 9,5 мм из сплавов по прототипу (1, 2) и заявляемых сплавов (3-7), химический состав которых приведен в табл.1.
Термостойкость катанки определяли при температуре 230°C, с выдержкой в соответствии с требованиями IEC 62004. Остальные испытания проводили в соответствии с ГОСТ 20967.
Влияние содержания на термостойкость сплавов, удельное электросопротивление и механические характеристики сплавов приведены в табл.2.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Из таблицы видно, что заявленные концентрации циркония, железа, магния и кремния при наличии в небольших количествах меди, цинка и бора, обеспечивают высокую термостойкость и прочностные характеристики при сравнительно низких показателях удельного электросопротивления.
Таким образом, использование заявляемого сплава дает возможность расширения технологических возможностей изготовленных из него изделий за счет требуемого комплекса прочностных, электрических и эксплуатационных свойств, что приводит к энергосбережению электроэнергии и увеличению срока службы изготовленных из предлагаемого сплава изделий.

Claims (1)

  1. Алюминиевый сплав, содержащий цирконий, кремний, железо, алюминий и примеси титана, хрома, ванадия и марганца, отличающийся тем, что он дополнительно содержит магний, медь, цинк и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    цирконий 0,15-0,40 кремний 0,03-0,15 железо 0,15-0,35 магний 0,01-0,60 медь 0,005-0,01 цинк 0,005-0,02 бор 0,001-0,003 примеси титана, хрома, ванадия и марганца до 0,030 алюминий остальное
RU2014102333/02A 2014-01-23 2014-01-23 Алюминиевый сплав RU2544331C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014102333/02A RU2544331C1 (ru) 2014-01-23 2014-01-23 Алюминиевый сплав

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014102333/02A RU2544331C1 (ru) 2014-01-23 2014-01-23 Алюминиевый сплав

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2544331C1 true RU2544331C1 (ru) 2015-03-20

Family

ID=53290515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014102333/02A RU2544331C1 (ru) 2014-01-23 2014-01-23 Алюминиевый сплав

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2544331C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2636548C1 (ru) * 2016-05-25 2017-11-23 Общество с ограниченной ответственностью "СЕВАН" Термокоррозионностойкий алюминиевый сплав
RU2717622C1 (ru) * 2016-08-17 2020-03-24 Новелис Инк. Анодированный алюминий темно-серого цвета
RU2755836C1 (ru) * 2016-03-21 2021-09-22 Российская Федерация Деформируемый сплав на основе алюминия
RU223180U1 (ru) * 2023-07-31 2024-02-05 Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" Кабель для установок погружных электронасосов

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013479A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Nippon Light Metal Co Ltd 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金材及びその製造方法
CN101792875A (zh) * 2010-03-04 2010-08-04 北京中拓机械有限责任公司 铝箔及其生产方法
RU2458151C1 (ru) * 2010-12-09 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Алюминиевый сплав

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013479A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Nippon Light Metal Co Ltd 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金材及びその製造方法
CN101792875A (zh) * 2010-03-04 2010-08-04 北京中拓机械有限责任公司 铝箔及其生产方法
RU2458151C1 (ru) * 2010-12-09 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Алюминиевый сплав

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755836C1 (ru) * 2016-03-21 2021-09-22 Российская Федерация Деформируемый сплав на основе алюминия
RU2636548C1 (ru) * 2016-05-25 2017-11-23 Общество с ограниченной ответственностью "СЕВАН" Термокоррозионностойкий алюминиевый сплав
RU2717622C1 (ru) * 2016-08-17 2020-03-24 Новелис Инк. Анодированный алюминий темно-серого цвета
RU223180U1 (ru) * 2023-07-31 2024-02-05 Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" Кабель для установок погружных электронасосов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cui et al. Influence of yttrium on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg–5Li–3Al–2Zn alloy
Azarbarmas et al. Microstructure, hardness and tensile properties of A380 aluminum alloy with and without Li additions
Zhang et al. Microstructures and mechanical properties of squeeze cast Al–5.0 Cu–0.6 Mn alloys with different Fe content
RU2544331C1 (ru) Алюминиевый сплав
ES2732524T3 (es) Aleación de aluminio
JP6139641B2 (ja) 鋳造可能な耐熱性アルミニウム合金
Zhang et al. Effects of Mn content on microstructures and mechanical properties of Al-5.0 Cu-0.5 Fe alloys prepared by squeeze casting
CN105838939A (zh) 一种铝镁合金
Bolibruchová et al. Vanadium influence on iron based intermetallic phases in AlSi6Cu4 alloy
JP2014109045A (ja) アルミニウム合金
RU2605008C1 (ru) Чугун
RU2716568C1 (ru) Деформируемый свариваемый алюминиево-кальциевый сплав
JP6122932B2 (ja) 高靭性アルミニウム合金鋳物
RU2609155C1 (ru) Сталь
Radiša Identification of Phases Formed by Cu and Ni in Al? Si Piston Alloys
Kiełbus et al. The influence of heat treatment on the microstructure of GA8 magnesium alloy
RU2652919C1 (ru) Сплав на основе железа
CN108330342A (zh) 一种高强度铸造铝合金
CN103667802A (zh) 一种铝合金
RU2660789C1 (ru) Сплав на основе железа
RU2605873C1 (ru) Сплав на основе алюминия
RU2622194C1 (ru) Сплав на основе меди
RU2546262C1 (ru) Износостойкая сталь и изделие, выполненное из нее
KR20170049085A (ko) 비열처리형 주조용 내열 마그네슘 합금 및 그 제조방법
RU2556440C1 (ru) Сталь