RU2558806C1 - Aluminium-based heat-resistant alloy - Google Patents
Aluminium-based heat-resistant alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558806C1 RU2558806C1 RU2014119990/02A RU2014119990A RU2558806C1 RU 2558806 C1 RU2558806 C1 RU 2558806C1 RU 2014119990/02 A RU2014119990/02 A RU 2014119990/02A RU 2014119990 A RU2014119990 A RU 2014119990A RU 2558806 C1 RU2558806 C1 RU 2558806C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strength
- aluminium
- group including
- titanium
- magnesium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к деформируемым термически упрочняемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве конструкционного материала для элементов конструкций изделий авиационной техники и машиностроения, подвергающихся технологическим и эксплуатационным нагревам до температур 175-200°C.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to deformable thermally hardened aluminum-based alloys intended for use as a structural material for structural elements of aircraft and engineering products subjected to technological and operational heating to temperatures of 175-200 ° C.
Известен алюминиевый сплав марки 1205, имеющий следующий состав, мас.%:Known aluminum alloy grade 1205, having the following composition, wt.%:
(«Авиационные материалы. Справочник в 9 томах» т. 4, кн. 1. Под ред. С.И. Кишкина. Москва. ОНТИ, 1982 г., стр. 453-481).(“Aviation materials. Handbook in 9 volumes”, vol. 4, book 1. Edited by SI Kishkin. Moscow. ONTI, 1982, pp. 453-481).
Недостатком данного сплава является невысокий уровень длительной прочности при температурах 175-200°C, что позволяет ограниченно использовать его в греющихся частях конструкций. Кроме того, в его составе содержится кадмий, который существенно ухудшает экологичность производства сплава.The disadvantage of this alloy is the low level of long-term strength at temperatures of 175-200 ° C, which allows limited use in heating parts of structures. In addition, it contains cadmium, which significantly impairs the environmental friendliness of alloy production.
Известен жаропрочный деформируемый алюминиевый сплав, содержащий следующие элементы, мас.%:Known heat-resistant deformable aluminum alloy containing the following elements, wt.%:
(RU 2048577 С1, 20.11.1995).(RU 2048577 C1, 11/20/1995).
Недостатком данного сплава является невысокий уровень механических свойств при комнатной температуре. Малое содержание магния не обеспечивает уровень предела текучести выше 390 МПа. Кроме того, из-за легирования большим количеством нерастворимых в алюминии элементов, в частности кремнием, сплав отличается невысокими характеристиками трещиностойкости в результате образования избыточных грубых интерметаллидов, являющихся центрами зарождения и развития трещин.The disadvantage of this alloy is the low level of mechanical properties at room temperature. The low magnesium content does not provide a yield strength level above 390 MPa. In addition, due to alloying with a large number of elements insoluble in aluminum, in particular silicon, the alloy is characterized by low crack resistance characteristics as a result of the formation of excess coarse intermetallic compounds, which are the centers of nucleation and development of cracks.
Наиболее близким аналогом является алюминиевый сплав, имеющий следующий химический состав, мас.%:The closest analogue is an aluminum alloy having the following chemical composition, wt.%:
(RU 2418876 С2, 0.05.2011).(RU 2418876 C2, 05/05/2011).
Недостатком данного сплава является неудовлетворительная длительная прочность, что существенно ограничивает его применение в изделиях, подвергающихся эксплуатационным и технологическим нагревам. Задачей данного изобретения является разработка алюминиевого сплава системы Al-Cu-Mg, легированного редкими (далее - РМ) и редкоземельными металлами (далее - РЗМ) для элементов конструкций изделий авиационной техники и машиностроения, подвергающихся эксплуатационным и технологическим нагревам, в том числе длительным, вплоть до температур 175-200°C.The disadvantage of this alloy is the unsatisfactory long-term strength, which significantly limits its use in products subjected to operational and technological heating. The objective of the invention is to develop an aluminum alloy of the Al-Cu-Mg system alloyed with rare (hereinafter - RM) and rare-earth metals (hereinafter - REM) for structural elements of aircraft and engineering products subjected to operational and technological heating, including long-term, up to to temperatures of 175-200 ° C.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение пределов прочности и текучести при комнатной температуре и длительной прочности при температурах 175-200°C после упрочняющей термической обработки при сохранении высокого уровня трещиностойкости. Технический результат достигается за счет того, что предложен сплав на основе алюминия, включающий медь, магний, марганец, цирконий, серебро, при этом он дополнительно содержит кобальт, по крайней мере, один элемент из группы, содержащей иттрий, церий, и, по крайней мере, один элемент из группы, содержащей гафний, титан, бор, углерод, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result of the claimed invention is to increase the tensile strength and yield strength at room temperature and long-term strength at temperatures of 175-200 ° C after hardening heat treatment while maintaining a high level of crack resistance. The technical result is achieved due to the fact that the proposed alloy based on aluminum, including copper, magnesium, manganese, zirconium, silver, while it additionally contains cobalt, at least one element from the group containing yttrium, cerium, and at least at least one element from the group consisting of hafnium, titanium, boron, carbon, in the following ratio of components, wt.%:
по крайней мере, один элемент из группы, содержащейat least one element from the group containing
по крайней мере, один элемент из группы, содержащейat least one element from the group containing
Комплексное легирование сплава обеспечивает повышение прочности и длительной прочности за счет выделения упрочняющих фаз в процессе старения и укрепление границ зерен нерастворимыми фазами на основе алюминия с редкоземельными металлами.Complex alloying of the alloy provides increased strength and long-term strength due to the allocation of hardening phases during aging and the strengthening of grain boundaries by insoluble phases based on aluminum with rare-earth metals.
Повышение содержания меди обеспечивает упрочнение сплава при комнатной температуре за счет повышения плотности выделений упрочняющих фаз.An increase in the copper content provides hardening of the alloy at room temperature by increasing the density of precipitates of the hardening phases.
Добавление серебра обеспечивает образование фазы Ω' в результате искусственного старения, которая выделяется гомогенно и обеспечивает повышение пределов прочности и текучести при сохранении трещиностойкости.The addition of silver ensures the formation of the Ω 'phase as a result of artificial aging, which is released homogeneously and provides an increase in tensile strength and yield strength while maintaining crack resistance.
С целью модификации структуры слитков и обеспечения после деформации в полуфабрикатах из данного сплава однородного зерна с регламентированным размером вводятся элементы из группы, содержащей титан, гафний, бор и углерод, которые образуют друг с другом и с алюминием соединения, являющиеся центрами кристаллизации при литье, обеспечивая мелкозернистую структуру в слитках.In order to modify the structure of the ingots and to ensure, after deformation, semi-finished products from this alloy of uniform grain with a regulated size, elements from the group consisting of titanium, hafnium, boron and carbon are introduced, which form compounds with each other and with aluminum that are the crystallization centers during casting, providing fine-grained structure in ingots.
Введение в состав сплава редкоземельных металлов - иттрия и/или церия обеспечивает укрепление границ зерен за счет образования стойких к воздействию температур соединений с алюминием, которые являются препятствием для движения дислокаций и развития процессов ползучести, что повышает уровень длительной прочности, в частности при температурах 175-200°C.The introduction of rare-earth metals — yttrium and / or cerium into the alloy — strengthens grain boundaries due to the formation of temperature-resistant compounds with aluminum, which impede the movement of dislocations and the development of creep processes, which increases the level of long-term strength, in particular, at temperatures of 175- 200 ° C.
Пример осуществления.An example implementation.
Методом полунепрерывного литья были отлиты круглые слитки диаметром 110 мм, химический состав которых представлен в таблице 1. После гомогенизации и обточки проводили ковку слитков на плоскую сутунку при температуре 400-460°C. Затем проводили горячую прокатку сутунок до толщины 6 мм, после чего горячекатаные заготовки прокатывались вхолодную на стане типа «Дуо» до толщины 2,5 мм. После прокатки листы закаливались в холодной воде. Затем проводили правку растяжением со степенью остаточной деформации 0,5-1,5% для придания необходимой плоскостности и искусственное старение по одноступенчатому режиму на максимальную прочность.The method of semi-continuous casting was cast round ingots with a diameter of 110 mm, the chemical composition of which is presented in table 1. After homogenization and turning, the ingots were forged on a flat flat at a temperature of 400-460 ° C. Then, hot rolling of the slider was carried out to a thickness of 6 mm, after which the hot-rolled billets were cold-rolled at a Duo mill to a thickness of 2.5 mm. After rolling, the sheets were tempered in cold water. Then, straightening was carried out by stretching with a degree of residual deformation of 0.5-1.5% to give the necessary flatness and artificial aging in a single-stage mode for maximum strength.
Из листов были вырезаны образцы для исследований механических свойств при растяжении при комнатной температуре, а также образцы для определения длительной прочности. Испытания проводились на плоских образцах по ГОСТ 1497-84. Испытания на длительную прочность проводились по ГОСТ 10145-1. Испытания на трешиностойкость с определением критического коэффициента интенсивности напряжений в условиях плосконапряженного состояния проводились по ОСТ 1 90356-84. Результаты механических испытаний приведены в таблице 2.Samples were cut from the sheets for studies of mechanical tensile properties at room temperature, as well as samples for determining long-term strength. The tests were carried out on flat samples according to GOST 1497-84. Long-term strength tests were carried out according to GOST 10145-1. Tensile tests with determination of the critical stress intensity factor under plane stress conditions were carried out according to OST 1 90356-84. The results of the mechanical tests are shown in table 2.
Как видно из сравнения механических характеристик листов, представленных в таблице 2, предлагаемый сплав обладает на 5% повышенным пределом прочности, на 10% повышенным пределом текучести при комнатной температуре в сравнении с прототипом, а также повышенной на 20% длительной прочностью при сохранении высокого уровня трещиностойкости. Это позволяет использовать данный сплав в нагруженных элементах конструкций в условиях теплового воздействия.As can be seen from a comparison of the mechanical characteristics of the sheets shown in table 2, the proposed alloy has a 5% increased tensile strength, 10% increased yield strength at room temperature in comparison with the prototype, as well as 20% increased long-term strength while maintaining a high level of crack resistance . This allows the use of this alloy in loaded structural elements under thermal conditions.
Claims (1)
по крайней мере один элемент из группы, содержащей
по крайней мере один элемент из группы, содержащей
at least one element from the group containing
at least one element from the group containing
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119990/02A RU2558806C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Aluminium-based heat-resistant alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119990/02A RU2558806C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Aluminium-based heat-resistant alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558806C1 true RU2558806C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014119990/02A RU2558806C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Aluminium-based heat-resistant alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558806C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111020320A (en) * | 2019-09-23 | 2020-04-17 | 山东南山铝业股份有限公司 | High-strength aluminum alloy and production method thereof |
RU2741022C1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-01-22 | Акционерное общество "Объединенная компания РУСАЛ Уральский Алюминий" (АО "РУСАЛ Урал") | Powdered aluminium material |
CN112760534A (en) * | 2020-12-19 | 2021-05-07 | 中南大学 | High-strength heat-resistant cast aluminum-copper alloy containing rare earth Y eutectic and preparation method thereof |
CN112853132A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 西南铝业(集团)有限责任公司 | Method for adding Ag in smelting process of aluminum-copper-magnesium-silver alloy |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2048577C1 (en) * | 1992-12-16 | 1995-11-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Aluminium-base alloy |
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 |
WO2010082811A1 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Kai Holdings Sdn Bhd | A metal alloy |
US20120048390A1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | Spirit Aerosystems, Inc. | Wrought and cast aluminum alloy with improved resistance to mechanical property degradation |
-
2014
- 2014-05-19 RU RU2014119990/02A patent/RU2558806C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2048577C1 (en) * | 1992-12-16 | 1995-11-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Aluminium-base alloy |
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 |
WO2010082811A1 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Kai Holdings Sdn Bhd | A metal alloy |
US20120048390A1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | Spirit Aerosystems, Inc. | Wrought and cast aluminum alloy with improved resistance to mechanical property degradation |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111020320A (en) * | 2019-09-23 | 2020-04-17 | 山东南山铝业股份有限公司 | High-strength aluminum alloy and production method thereof |
RU2741022C1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-01-22 | Акционерное общество "Объединенная компания РУСАЛ Уральский Алюминий" (АО "РУСАЛ Урал") | Powdered aluminium material |
WO2021118393A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Акционерное Общество "Объединенная Компания Русал Уральский Алюминий" | Powdered aluminium material |
EP4074852A4 (en) * | 2019-12-13 | 2023-08-16 | Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'Yu "Institut Legkikhmaterialov I Tekhnologij" | Powdered aluminium material |
CN112760534A (en) * | 2020-12-19 | 2021-05-07 | 中南大学 | High-strength heat-resistant cast aluminum-copper alloy containing rare earth Y eutectic and preparation method thereof |
CN112760534B (en) * | 2020-12-19 | 2021-09-28 | 中南大学 | High-strength heat-resistant cast aluminum-copper alloy containing rare earth Y eutectic and preparation method thereof |
CN112853132A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 西南铝业(集团)有限责任公司 | Method for adding Ag in smelting process of aluminum-copper-magnesium-silver alloy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20040101434A1 (en) | High-strength alloy based on aluminium and a product made of said alloy | |
WO2007048565A1 (en) | Al-cu-mg alloy suitable for aerospace application | |
KR102437942B1 (en) | 6xxx aluminum alloys | |
KR102565183B1 (en) | 7xxx-series aluminum alloy products | |
RU2558806C1 (en) | Aluminium-based heat-resistant alloy | |
US20140050936A1 (en) | 2xxx series aluminum lithium alloys | |
CN106795595A (en) | Isotropism aluminum bronze lithium alloy plate for manufacturing airframe | |
US20230220530A1 (en) | Use of products made from aluminium copper magnesium alloy that perform well at high temperature | |
US20190316232A1 (en) | Lower wing skin metal with improved damage tolerance properties | |
AU759402B2 (en) | Aluminium based alloy and method for subjecting it to heat treatment | |
CN111020321A (en) | Al-Cu series casting alloy suitable for forging processing and preparation method thereof | |
US11898232B2 (en) | High-strength alloy based on aluminium and method for producing articles therefrom | |
RU2327758C2 (en) | Aluminium base alloy and products made out of it | |
RU2581953C1 (en) | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED DEFORMABLE ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu SYSTEM WITH LOW DENSITY AND ARTICLE MADE THEREFROM | |
RU2484168C1 (en) | High-strength sparingly-alloyed aluminium-based alloy | |
CN109477169B (en) | Aluminum alloy plastic working material and method for producing same | |
JP2013053361A (en) | Aluminum alloy for flying body excellent in heat-resistant strength | |
RU2749073C1 (en) | Heat-resistant cast deformable aluminum alloys based on al-cu-y and al-cu-er systems (options) | |
RU2741874C1 (en) | Cast aluminum-calcium alloy based on secondary raw materials | |
RU2590403C1 (en) | Aluminium-based alloy, and method for production of deformed semi-finished products thereof | |
RU2672977C1 (en) | ALUMINUM ALLOY OF Al-Mg-Si SYSTEM | |
RU2699422C1 (en) | Deformed aluminum-calcium alloy | |
RU2165996C1 (en) | Highly strong aluminium-based alloy and product thereof | |
RU2412270C1 (en) | Alloy on base of aluminium | |
RU2639903C2 (en) | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy |