RU2599590C1 - Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy - Google Patents
Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599590C1 RU2599590C1 RU2015119352/02A RU2015119352A RU2599590C1 RU 2599590 C1 RU2599590 C1 RU 2599590C1 RU 2015119352/02 A RU2015119352/02 A RU 2015119352/02A RU 2015119352 A RU2015119352 A RU 2015119352A RU 2599590 C1 RU2599590 C1 RU 2599590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- iron
- silicon
- aluminum
- content
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов, преимущественно в виде катаных плит и листов, в качестве конструкционного материала в космической технике, авиастроении, транспортном машиностроении и других областях техники.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to deformable thermally unstrengthened aluminum-based alloys intended for use in the form of deformed semi-finished products, mainly in the form of rolled plates and sheets, as a structural material in space technology, aircraft manufacturing, transport engineering and other technical fields.
Известны в металлургии конструкционные деформируемые термически неупрочняемые сплавы на основе алюминия, в частности сплав следующего химического состава, мас. %:Known in metallurgy are structural deformable thermally unstrengthened alloys based on aluminum, in particular an alloy of the following chemical composition, wt. %:
(Алюминиевые сплавы. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы. Справочное руководство. - М.: Металлургия. 1972. С. 44).(Aluminum alloys. Industrial wrought, sintered and cast aluminum alloys. Reference guide. - M.: Metallurgy. 1972. P. 44).
Однако существующий сплав имеет низкие прочностные свойства в отожженном состоянии.However, the existing alloy has low strength properties in the annealed state.
Известен конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия (патент RU №2233345, М. Кл. С22С 21/08 - прототип) следующего химического состава, мас. %:Known structural deformable thermally unstrengthened alloy based on aluminum (patent RU No. 2233345, M. Cl. C22C 21/08 - prototype) of the following chemical composition, wt. %:
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.however, the ratio of iron to silicon should be equal to or greater than unity.
Известный сплав имеет недостаточно высокие прочностные свойства при хорошей деформируемости, высокой коррозионной стойкости и хорошей свариваемости.The known alloy has insufficiently high strength properties with good deformability, high corrosion resistance and good weldability.
Предлагается конструкционный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, титан, бериллий, цирконий, скандий, марганец, железо и кремний, который дополнительно содержит водород и неизбежные примеси меди, цинка и прочих элементов, и компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:A structural deformable thermally non-hardenable aluminum-based alloy is proposed, containing magnesium, titanium, beryllium, zirconium, scandium, manganese, iron and silicon, which additionally contains hydrogen and inevitable impurities of copper, zinc and other elements, and the components are taken in the following ratio, wt. %:
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.however, the ratio of iron to silicon should be equal to or greater than unity.
Предлагаемый сплав отличается от известного тем, что он дополнительно содержит водород и неизбежные примеси меди, цинка и прочих элементов, и компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:The proposed alloy differs from the known one in that it additionally contains hydrogen and inevitable impurities of copper, zinc and other elements, and the components are taken in the following ratio, wt. %:
при этом величина отношения содержания железа к содержанию кремния должна быть равна или больше единицы.however, the ratio of iron to silicon should be equal to or greater than unity.
Технический результат - повышение прочностных характеристик, что позволяет повысить характеристики весовой отдачи конструкций, в частности конструкций космических аппаратов.The technical result is an increase in strength characteristics, which allows to increase the characteristics of the weight return of structures, in particular, spacecraft structures.
При предлагаемом содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве за счет дисперсных выделений вторичных интерметаллидов, содержащих в своем составе алюминий, скандий, цирконий и другие переходные металлы, входящие в состав сплава, обеспечивается высокий уровень прочностных свойств. В то же время матрица, представляющая собой, в основном, твердый раствор магния и марганца в алюминии и обладающая большим запасом пластичности, обеспечивает хорошую деформируемость при обработке сплава давлением, в частности при горячей и холодной прокатке. Водород в указанном количестве образует твердый раствор внедрения, что дополнительно повышает высокотемпературную пластичность матрицы и границ зерен, улучшая деформируемость сплава при горячей деформации. Регламентируемая величина отношения содержания железа к содержанию кремния при указанном их содержании оптимизирует морфологию избыточных интерметаллидных фаз, содержащих, в основном, алюминий, железо и кремний, способствуя повышению прочностных свойств при сохранении пластичности и обеспечивая хорошие литейные свойства сплава. Регламентированное содержание неизбежных примесей меди, цинка и примесей каждого из прочих элементов и их суммы обеспечивает стабильность химического состава сплава. Указанное количество неизбежных примесей прочих элементов может быть обеспечено технологией производства сплава без проведения химического анализа.With the proposed content and ratio of components in the proposed alloy due to the dispersed precipitates of secondary intermetallic compounds containing aluminum, scandium, zirconium and other transition metals that are part of the alloy, a high level of strength properties is ensured. At the same time, the matrix, which is mainly a solid solution of magnesium and manganese in aluminum and has a large plasticity margin, provides good deformability during alloy processing by pressure, in particular during hot and cold rolling. Hydrogen in the indicated amount forms an interstitial solid solution, which additionally increases the high-temperature ductility of the matrix and grain boundaries, improving the deformability of the alloy during hot deformation. The regulated value of the ratio of iron to silicon content at their indicated content optimizes the morphology of excess intermetallic phases containing mainly aluminum, iron and silicon, contributing to an increase in strength properties while maintaining ductility and ensuring good casting properties of the alloy. The regulated content of inevitable impurities of copper, zinc and impurities of each of the other elements and their sum ensures the stability of the chemical composition of the alloy. The specified amount of inevitable impurities of other elements can be provided by the technology of alloy production without chemical analysis.
ПримерExample
Получили предлагаемый сплав из шихты, состоящей из алюминия марки А85, магния марки Мг95, двойных лигатур алюминий-титан, алюминий-бериллий, алюминий-цирконий, алюминий-скандий, алюминий-марганец, алюминий-железо и силумина. Сплав готовили в электрической печи сопротивления. Требуемое содержание водорода и полную растворимость лигатур, содержащих тугоплавкие металлы, обеспечивали за счет перегрева расплава. Содержание легирующих элементов и примесей меди и цинка определяли химическим анализом. Содержание прочих примесей обеспечивали технологией производства. Содержание водорода определяли в соответствии с ГОСТ 21132.1-98. Методом полунепрерывного литья отливали плоские слитки сечением 165×550 мм. Химический состав сплава приведен в таблице 1.Received the proposed alloy from a mixture consisting of aluminum grade A85, magnesium grade Mg95, double alloys aluminum-titanium, aluminum-beryllium, aluminum-zirconium, aluminum-scandium, aluminum-manganese, aluminum-iron and silumin. The alloy was prepared in an electric resistance furnace. The required hydrogen content and complete solubility of the alloys containing refractory metals were ensured by overheating of the melt. The content of alloying elements and impurities of copper and zinc was determined by chemical analysis. The content of other impurities was provided by production technology. The hydrogen content was determined in accordance with GOST 21132.1-98. Semi-continuous casting was used to cast flat ingots with a section of 165 × 550 mm. The chemical composition of the alloy is shown in table 1.
Слитки гомогенизировали, после чего резали на мерные заготовки длиной 950 мм, которые затем фрезеровали до толщины 145 мм. Механически обработанные заготовки подвергали многопроходной горячей прокатке при температуре 390°С с суммарным обжатием 84%. Получили горячекатаные плиты толщиной 23 мм. Механические свойства (предел прочности σв, предел текучести σ0,2, относительное удлинение δ) плит в отожженном состоянии определяли при испытании на растяжение в соответствии с ГОСТ 1497-84 цилиндрических образцов, вырезанных из плит в направлении вдоль (Д) и поперек (П) прокатки. Также определяли механические свойства изготовленных тем же способом плит из сплава-прототипа среднего химического состава.The ingots were homogenized, after which they were cut into measuring blanks 950 mm long, which were then milled to a thickness of 145 mm. The machined workpieces were subjected to multi-pass hot rolling at a temperature of 390 ° C with a total compression of 84%. Received hot-rolled plates with a thickness of 23 mm The mechanical properties (tensile strength σ in , yield strength σ 0.2 , elongation δ) of the plates in the annealed state were determined by tensile testing in accordance with GOST 1497-84 of cylindrical samples cut from plates in the direction along (D) and across ( P) rolling. The mechanical properties of plates made of the prototype alloy of the average chemical composition made in the same way were also determined.
Результаты испытаний приведены в таблице 2. Как видно из таблицы 2, предлагаемый сплав обладает более высокими прочностными характеристиками по сравнению с известным. Применение предлагаемого сплава в качестве конструкционного материала позволит на 5-7% снизить вес конструкции, что принципиально важно для изделий космической техники.The test results are shown in table 2. As can be seen from table 2, the proposed alloy has higher strength characteristics compared to the known. The use of the proposed alloy as a structural material will reduce the weight of the structure by 5-7%, which is fundamentally important for space technology products.
Из предлагаемого сплава могут быть изготовлены все виды деформированных полуфабрикатов. Благодаря хорошей свариваемости и высокой коррозионной стойкости, свойственным деформируемым термически неупрочняемым сплавам на основе алюминия, предлагаемый сплав может быть использован в сварных конструкциях как в качестве основного материала, так и в качестве присадочного материала при сварке плавлением.All types of deformed semi-finished products can be made from the proposed alloy. Due to good weldability and high corrosion resistance, characteristic of deformable thermally unstrengthened alloys based on aluminum, the proposed alloy can be used in welded structures both as a base material and as a filler material in fusion welding.
Claims (1)
при отношении содержания железа к содержанию кремния, равным или большем единицы. Structural deformable thermally non-hardening aluminum-based alloy containing magnesium, titanium, beryllium, zirconium, scandium, manganese, iron, silicon, copper, zinc and inevitable impurities, characterized in that it additionally contains hydrogen in the following ratio of components, wt. %:
with a ratio of iron to silicon equal to or greater than unity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119352/02A RU2599590C1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119352/02A RU2599590C1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2599590C1 true RU2599590C1 (en) | 2016-10-10 |
Family
ID=57127533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119352/02A RU2599590C1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2599590C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708028C1 (en) * | 2018-07-05 | 2019-12-04 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт лёгких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Structural deformable thermally hardenable aluminum-based alloy |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5624632A (en) * | 1995-01-31 | 1997-04-29 | Aluminum Company Of America | Aluminum magnesium alloy product containing dispersoids |
RU2085607C1 (en) * | 1995-06-30 | 1997-07-27 | Борис Иванович Бондарев | Deformable thermally cryogenic unreinforced aluminium- based alloy |
RU2184165C2 (en) * | 2000-09-14 | 2002-06-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminum-based alloy and product manufactured therefrom |
EP0958393B1 (en) * | 1995-01-31 | 2002-12-11 | Aluminum Company Of America | Aluminum alloy product |
RU2233345C1 (en) * | 2003-01-13 | 2004-07-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy |
-
2015
- 2015-05-22 RU RU2015119352/02A patent/RU2599590C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5624632A (en) * | 1995-01-31 | 1997-04-29 | Aluminum Company Of America | Aluminum magnesium alloy product containing dispersoids |
EP0958393B1 (en) * | 1995-01-31 | 2002-12-11 | Aluminum Company Of America | Aluminum alloy product |
RU2085607C1 (en) * | 1995-06-30 | 1997-07-27 | Борис Иванович Бондарев | Deformable thermally cryogenic unreinforced aluminium- based alloy |
RU2184165C2 (en) * | 2000-09-14 | 2002-06-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminum-based alloy and product manufactured therefrom |
RU2233345C1 (en) * | 2003-01-13 | 2004-07-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Aluminium-base structural, deformable, thermally non-strengthening alloy |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708028C1 (en) * | 2018-07-05 | 2019-12-04 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт лёгких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Structural deformable thermally hardenable aluminum-based alloy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2683399C1 (en) | Aluminium-based alloy | |
RU2394113C1 (en) | High-tensile deformed alloy on base of aluminium and item out of this alloy | |
BRPI0614527A2 (en) | high strength weldable al-mg alloy | |
CA3067484A1 (en) | Al- zn-cu-mg alloys and their manufacturing process | |
CN109844151B (en) | Sheet made of an aluminium-magnesium-scandium alloy for aerospace applications | |
US11255002B2 (en) | Corrosion resistant alloy for extruded and brazed products | |
WO2016204043A1 (en) | High strength aluminum alloy hot-forged material | |
RU2610657C1 (en) | Titanium-based alloy and product made from it | |
RU2513492C1 (en) | Aluminium-based wrought nonhardenable alloy | |
EP3414352A1 (en) | Al-Cu-Li-Mg-Mn-Zn ALLOY WROUGHT PRODUCT | |
RU2343218C1 (en) | Cryogenic wrought non-heat-treatable alloy on basis of aluminum | |
RU2599590C1 (en) | Structural wrought non-heat-treatable aluminium-based alloy | |
RU2639903C2 (en) | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy | |
JP4212893B2 (en) | Self-hardening aluminum alloys for structural materials | |
RU2484168C1 (en) | High-strength sparingly-alloyed aluminium-based alloy | |
RU2743079C1 (en) | Wrought aluminum alloy based on the al-mg-sc-zr system with er and yb additives (options) | |
RU2659546C1 (en) | Thermal resistant alloy on aluminum basis | |
JP2013053361A (en) | Aluminum alloy for flying body excellent in heat-resistant strength | |
RU2604084C1 (en) | Aluminium-based filler material, alloyed with rare-earth metals | |
RU2416657C1 (en) | Deformed, not thermally hardenable alloy on base of aluminium | |
RU2708028C1 (en) | Structural deformable thermally hardenable aluminum-based alloy | |
RU2726520C1 (en) | Welded thermally non-hardened alloy based on al-mg system | |
RU2623932C1 (en) | Deformable thermally refractory aluminium-based alloy | |
RU2416658C1 (en) | Deformed, not thermally hardenable alloy on base of aluminium | |
RU2560481C1 (en) | Al-Cu-Li-INTERMETALLIDE-BASED ALLOY AND ARTICLES MADE THEREOF |