RU2613270C1 - HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM AND ARTICLE MADE THEREOF - Google Patents
HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM AND ARTICLE MADE THEREOF Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613270C1 RU2613270C1 RU2015145008A RU2015145008A RU2613270C1 RU 2613270 C1 RU2613270 C1 RU 2613270C1 RU 2015145008 A RU2015145008 A RU 2015145008A RU 2015145008 A RU2015145008 A RU 2015145008A RU 2613270 C1 RU2613270 C1 RU 2613270C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- magnesium
- zinc
- aluminum
- strength
- 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
- C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc 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
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов, преимущественно прессованных, в качестве конструкционного материала.The present invention relates to the field of metallurgy, in particular to high-strength wrought alloys based on aluminum, intended for use in the form of deformed semi-finished products, mainly extruded, as a structural material.
Известен в металлургии высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия марки В96Ц системы Al-Zn-Mg-Cu следующего химического состава, мас.%:Known in metallurgy is a high-strength wrought alloy based on aluminum grade V96C of the Al-Zn-Mg-Cu system of the following chemical composition, wt.%:
(см. Промышленные алюминиевые сплавы: Справ. изд. / Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия. 1984. С. 124).(see Industrial aluminum alloys: Ref. ed. / Alieva S.G., Altman MB, Ambartsumyan S.M. et al. 2nd ed., revised and enlarged. - M.: Metallurgy. 1984 P. 124).
Недостатком этого сплава является низкая пластичность и недостаточно высокие характеристики удельной прочности в термически обработанном (закаленном и искусственно состаренном) состоянии.The disadvantage of this alloy is its low ductility and insufficiently high characteristics of specific strength in a heat-treated (hardened and artificially aged) state.
Известен высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, содержащий, мас.%:Known high-strength wrought alloy based on aluminum of the Al-Zn-Mg-Cu system, containing, wt.%:
при соблюдении соотношения между содержанием магния и цинка от 0,53 до 0,57 (см. патент RU №2514748 C1, С22С 21/06 - прототип).subject to the ratio between the content of magnesium and zinc from 0.53 to 0.57 (see patent RU No. 2514748 C1, C22C 21/06 - prototype).
Недостатком сплава-прототипа являются недостаточно высокие прочностные характеристики и характеристики удельной прочности в термически обработанном (закаленном и искусственно состаренном) состоянии при достаточно высокой пластичности в продольном направлении.The disadvantage of the prototype alloy is the insufficiently high strength and specific strength characteristics in a heat-treated (hardened and artificially aged) state with a sufficiently high ductility in the longitudinal direction.
Предлагается высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, содержащий цинк, магний, медь, скандий, цирконий, церий, титан, водород и неизбежные примеси, основными из которых являются железо, кремний, марганец и хром, который дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:A high-strength wrought alloy based on aluminum of the Al-Zn-Mg-Cu system is proposed, containing zinc, magnesium, copper, scandium, zirconium, cerium, titanium, hydrogen and unavoidable impurities, the main of which are iron, silicon, manganese and chromium, which is additionally contains boron in the following ratio of components, wt.%:
в том числе:including:
при соблюдении соотношения между содержанием магния и цинка от 0,25 до 0,3.subject to the ratio between the content of magnesium and zinc from 0.25 to 0.3.
Предлагается также изделие, выполненное из высокопрочного деформируемого сплава на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu следующего химического состава, мас. %:A product made of a high-strength wrought alloy based on aluminum of the Al-Zn-Mg-Cu system of the following chemical composition, wt. %:
в том числе:including:
при соблюдении соотношения между содержанием магния и цинка от 0,25 до 0,3.subject to the ratio between the content of magnesium and zinc from 0.25 to 0.3.
Предлагаемый сплав и изделие из него отличаются от прототипа тем, что сплав дополнительно содержит бор и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:The proposed alloy and the product from it differ from the prototype in that the alloy additionally contains boron and the components are taken in the following ratio, wt.%:
в том числе:including:
при соблюдении соотношения между содержанием магния и цинка от 0,25 до 0,3.subject to the ratio between the content of magnesium and zinc from 0.25 to 0.3.
Отличием предлагаемого сплава является также более низкое отношение содержания магния к содержанию цинка, равное в среднем 0,275, а также то, что железо и кремний рассматриваются как неизбежные примеси.The difference of the proposed alloy is also a lower ratio of magnesium to zinc, equal to an average of 0.275, and also that iron and silicon are considered as inevitable impurities.
Технический результат - повышение прочностных характеристик и характеристик удельной прочности сплава и изделий из него в термически обработанном (закаленном и искусственно состаренном) состоянии и, как следствие, повышение весовой отдачи готовых конструкций.The technical result is an increase in strength characteristics and characteristics of the specific strength of the alloy and products from it in a heat-treated (hardened and artificially aged) state and, as a result, an increase in the weight yield of the finished structures.
При предлагаемом содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве основной упрочняющий эффект достигается за счет образования в результате термической обработки (закалки и последующего искусственного старения) дисперсных выделений упрочняющих фаз М [Mg(CuZn)2] и Т (MgZnAlCu) с высокой плотностью их распределения в структуре полуфабриката, при этом за счет ограничения содержания неизбежных примесей железа, кремния, марганца и хрома снижается количество неизбежно образующихся при кристаллизации сплава включений нерастворимых фаз типа Al (Cu, Fe, Mn, Cr), Al (Zn, Mg, Cu, Fe) и Mg2Si, соответственно увеличивается доля основных легирующих компонентов - цинка, магния и меди, участвующих в упрочнении сплава при термической обработке, что повышает прочность сплава и выполненного из него изделия. Дополнительное упрочнение вносит дисперсная фаза Al3 (Sc, Zr), выделяющаяся при неизбежных технологических нагревах слитка. Добавка церия снижает окисляемость сплава, что позволяет снизить загрязненность сплава окисными включениями, повысив тем самым механические свойства сплава и выполненного из него изделия. Добавка бора совместно с титаном измельчает зерно в слитке, повышая тем самым прочностные и пластические характеристики сплава и выполненного из него изделия. Предлагаемое соотношение между содержанием магния и цинка обеспечивает благоприятное сочетание прочностных и пластических свойств полуфабрикатов и деталей в термически обработанном состоянии. Низкое и регламентированное с обеих сторон содержание водорода обеспечивает высокую деформируемость сплава при горячей обработке давлением, одновременно с этим снижается вероятность возникновения водородной пористости, что также положительно сказывается на механических свойствах сплава и выполненного из него изделия.With the proposed content and ratio of components in the proposed alloy, the main strengthening effect is achieved due to the formation of dispersed precipitates of the strengthening phases M [Mg (CuZn) 2 ] and T (MgZnAlCu) with a high density of their distribution in heat treatment (quenching and subsequent artificial aging) the structure of the semi-finished product, while due to the limitation of the content of inevitable impurities of iron, silicon, manganese and chromium, the number of inclusions of insoluble phases inevitably formed during crystallization of the alloy decreases na Al (Cu, Fe, Mn, Cr), Al (Zn, Mg, Cu, Fe) and Mg 2 Si, respectively, increases the proportion of the main alloying components - zinc, magnesium and copper involved in alloy hardening during the heat treatment, which increases strength of the alloy and the product made from it. An additional hardening is made by the dispersed Al 3 (Sc, Zr) phase, which is released during the inevitable technological heating of the ingot. The addition of cerium reduces the oxidizability of the alloy, which reduces the contamination of the alloy with oxide inclusions, thereby increasing the mechanical properties of the alloy and the product made from it. The addition of boron together with titanium grinds the grain in the ingot, thereby increasing the strength and plastic characteristics of the alloy and the product made from it. The proposed ratio between the content of magnesium and zinc provides a favorable combination of strength and plastic properties of semi-finished products and parts in a heat-treated state. The low and regulated on both sides of the hydrogen content provides high deformability of the alloy during hot processing, at the same time, the likelihood of hydrogen porosity decreases, which also positively affects the mechanical properties of the alloy and the product made from it.
Из предлагаемого сплава могут быть изготовлены детали конструкций, для которых важным является снижение массы конструкции с соответствующим увеличением массы полезной нагрузки. В предлагаемом изделии технический результат достигается тем, что в качестве материала заготовки используется высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu следующего химического состава, мас. %:Structural parts can be made from the proposed alloy for which it is important to reduce the mass of the structure with a corresponding increase in the mass of the payload. In the proposed product, the technical result is achieved in that a high-strength wrought alloy based on aluminum of the Al-Zn-Mg-Cu system of the following chemical composition, wt. %:
в том числе:including:
при соблюдении соотношения между содержанием магния и цинка от 0,25 до 0,3.subject to the ratio between the content of magnesium and zinc from 0.25 to 0.3.
ПримерExample
Получили предлагаемый сплав из шихты, состоящей из алюминия марки А85, цинка марки ЦО, магния марки Мг95, меди марки Ml, церия марки ЦеЭ-0, двойных лигатур алюминий-скандий, алюминий-цирконий, алюминий-титан и тройной лигатуры алюминий-титан-бор. Сплав готовили в электрической печи сопротивления и методом полунепрерывного литья отливали слитки диаметром 178 мм.Received the proposed alloy from a mixture consisting of aluminum grade A85, zinc grade TSO, magnesium grade Mg95, copper grade Ml, cerium grade Cee-0, double ligatures aluminum-scandium, aluminum-zirconium, aluminum-titanium and triple ligatures aluminum-titanium- boron. The alloy was prepared in an electric resistance furnace, and ingots with a diameter of 178 mm were cast by semi-continuous casting.
Химический состав сплава приведен в таблице 1.The chemical composition of the alloy is shown in table 1.
Слитки гомогенизировали, резали на заготовки, которые затем обтачивали до диаметра 160 мм. Обточенные заготовки прессовали при 400°C на пруток диаметром 51 мм. Полученные прутки подвергали термической обработке (закалке и искусственному старению) по режиму: нагрев под закалку при 473°C, выдержка при этой температуре 2 ч, охлаждение в воде, старение при 125°C, 24 ч. Полученные прутки в термически обработанном (закаленном и искусственно состаренном) состоянии подвергли испытаниям с определением плотности и механических свойств. Механические свойства (предел прочности σВ, предел текучести σ0,2, относительное удлинение δ) определяли при испытании на растяжение при комнатной температуре на стандартных разрывных образцах, вырезанных в продольном направлении. Характеристики удельной прочности (σВуд. и σ0,2уд.) определяли как отношение σВ и σ0,2 к плотности. Также определяли плотность и механические свойства изготовленных тем же способом прутков из сплава-прототипа, химический состав которого приведен в таблице 1.The ingots were homogenized, cut into blanks, which were then turned to a diameter of 160 mm. Turned blanks were pressed at 400 ° C onto a bar with a diameter of 51 mm. The obtained rods were subjected to heat treatment (quenching and artificial aging) according to the regime: quenching at 473 ° C, holding at this temperature for 2 hours, cooling in water, aging at 125 ° C, 24 hours. The obtained rods in heat treated (quenched and artificially aged) state was subjected to tests with determination of density and mechanical properties. The mechanical properties (tensile strength σ B , yield strength σ 0.2 , elongation δ) were determined during tensile testing at room temperature on standard tensile specimens cut in the longitudinal direction. The characteristics of specific strength (σ Wood . And σ 0,2ud. ) Were determined as the ratio of σ B and σ 0,2 to density. The density and mechanical properties of the rods made of the prototype alloy made in the same way, the chemical composition of which are shown in table 1, were also determined.
Результаты испытаний приведены в таблице 2.The test results are shown in table 2.
Как видно из таблицы 2, предлагаемый сплав обладает по сравнению с прототипом более высокими прочностными характеристиками и характеристиками удельной прочности. Применение предлагаемого сплава в качестве конструкционного материала позволит на 5-7% снизить массу конструкции с соответствующим увеличением массы полезной нагрузки и повышением характеристик весовой отдачи, что принципиально важно для высоконагруженных конструкций разового применения.As can be seen from table 2, the proposed alloy has, in comparison with the prototype, higher strength characteristics and specific strength characteristics. The use of the proposed alloy as a structural material will allow a 5-7% reduction in the mass of the structure with a corresponding increase in the mass of the payload and an increase in the characteristics of the weight return, which is fundamentally important for highly loaded structures of single use.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015145008A RU2613270C1 (en) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM AND ARTICLE MADE THEREOF |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015145008A RU2613270C1 (en) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM AND ARTICLE MADE THEREOF |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2613270C1 true RU2613270C1 (en) | 2017-03-15 |
Family
ID=58458109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015145008A RU2613270C1 (en) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM AND ARTICLE MADE THEREOF |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613270C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693710C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-07-04 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH DEFORMABLE ALLOY BASED ON ALUMINUM OF THE Al-Zn-Mg-Cu SYSTEM AND AN ARTICLE MADE FROM IT |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050034794A1 (en) * | 2003-04-10 | 2005-02-17 | Rinze Benedictus | High strength Al-Zn alloy and method for producing such an alloy product |
US20090032969A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Camillo Pilla | Arrangement of Integrated Circuit Dice and Method for Fabricating Same |
RU2352668C2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-04-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Alloy on basis of aluminium |
RU2514748C1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF DECREASED DENSITY AND ARTICLE MADE THEREOF |
-
2015
- 2015-10-20 RU RU2015145008A patent/RU2613270C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050034794A1 (en) * | 2003-04-10 | 2005-02-17 | Rinze Benedictus | High strength Al-Zn alloy and method for producing such an alloy product |
RU2353699C2 (en) * | 2003-04-10 | 2009-04-27 | Корус Алюминиум Вальцпродукте Гмбх | PRODUCT MADE OF DEFORM HIGH-STRENGTH ALLOY Al-Zn AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT |
RU2352668C2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-04-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Alloy on basis of aluminium |
US20090032969A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Camillo Pilla | Arrangement of Integrated Circuit Dice and Method for Fabricating Same |
RU2514748C1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF DECREASED DENSITY AND ARTICLE MADE THEREOF |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693710C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-07-04 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | HIGH-STRENGTH DEFORMABLE ALLOY BASED ON ALUMINUM OF THE Al-Zn-Mg-Cu SYSTEM AND AN ARTICLE MADE FROM IT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10301710B2 (en) | Aluminum alloy that is not sensitive to quenching, as well as method for the production of a semi-finished product | |
US8845827B2 (en) | 2XXX series aluminum lithium alloys having low strength differential | |
US11472532B2 (en) | Extrados structural element made from an aluminium copper lithium alloy | |
EP2847361B1 (en) | 2xxx series aluminum lithium alloys | |
EP1861516A2 (en) | Al-zn-cu-mg aluminum base alloys and methods of manufacture and use | |
CA3067484A1 (en) | Al- zn-cu-mg alloys and their manufacturing process | |
KR102414064B1 (en) | high strength aluminum alloy | |
RU2514748C1 (en) | HIGH-STRENGTH Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF DECREASED DENSITY AND ARTICLE MADE THEREOF | |
CA2880692A1 (en) | 2xxx series aluminum lithium alloys | |
US3320055A (en) | Magnesium-base alloy | |
KR102589799B1 (en) | High-strength aluminum-based alloys and methods for producing articles therefrom | |
RU2613270C1 (en) | HIGH-STRENGTH ALUMINIUM-BASED WROUGHT ALLOY OF Al-Zn-Mg-Cu-SYSTEM AND ARTICLE MADE THEREOF | |
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 | |
RU2419663C2 (en) | High-strength alloy on base of aluminium | |
US20210262065A1 (en) | 2xxx aluminum alloys | |
JP2021534320A (en) | Aluminum alloys and overaged aluminum alloy products manufactured from such alloys | |
JP7459496B2 (en) | Manufacturing method for aluminum alloy forgings | |
JPS602644A (en) | Aluminum alloy | |
JPH0713275B2 (en) | High-strength stress corrosion cracking resistant aluminum-based powder metallurgy alloy | |
RU2672977C1 (en) | ALUMINUM ALLOY OF Al-Mg-Si SYSTEM | |
RU2497971C1 (en) | MODIFYING ALLOYING BAR Al-Sc-Zr | |
JP7140892B1 (en) | Aluminum alloy extruded material and manufacturing method thereof | |
RU2288965C1 (en) | Aluminum-base material | |
RU2754792C1 (en) | Deformed aluminium-based alloy |