RU2639284C2 - Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy - Google Patents

Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2639284C2
RU2639284C2 RU2015110017A RU2015110017A RU2639284C2 RU 2639284 C2 RU2639284 C2 RU 2639284C2 RU 2015110017 A RU2015110017 A RU 2015110017A RU 2015110017 A RU2015110017 A RU 2015110017A RU 2639284 C2 RU2639284 C2 RU 2639284C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
rare
zirconium
corrosion
aluminum alloy
Prior art date
Application number
RU2015110017A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015110017A (en
Inventor
Валерий Кондратьевич Барсуков
Евгений Валерьевич Барсуков
Денис Александрович Курашов
Владимир Григорьевич Савченко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СЕВАН"
Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское предприятие "ЭЛКА-Кабель"
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 "СЕВАН", Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское предприятие "ЭЛКА-Кабель" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СЕВАН"
Priority to RU2015110017A priority Critical patent/RU2639284C2/en
Publication of RU2015110017A publication Critical patent/RU2015110017A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2639284C2 publication Critical patent/RU2639284C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium

Landscapes

  • Conductive Materials (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention can be used for manufacture of electrical articles, in particular, such as conductors of high-voltage overhead lines and cables of submersible oil pumps operating at temperature up to 230°C, when a combination of high strength at elevated temperatures, high corrosion resistance, increased conductivity, reduced creep and reduced weight is required. Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy contains in wt %: zirconium 0.2-0.32; iron 0.15-0.42; silicon 0.02-0.1; titanium, chromium, vanadium, manganese in the amount of 0.01-0.04; magnesium, copper, zinc in amount 0.01-0.07; boron 0.001-0.01; one of rare or rare earth metals from the group: niobium, cerium, yttrium, scandium 0.005-0.2; the rest is aluminium. The alloy is produced in the form of a rod produced by casting aluminium alloy in high-frequency electromagnetic field or produced by methods of intense plastic deformation.
EFFECT: increased heat resistance and corrosion resistance.
3 cl, 1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии проводниковых алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления изделий электротехнического назначения, в частности проводов высоковольтных ЛЭП и кабелей погружных нефтенасосов, работающих при температуре до 230°C, когда требуется сочетание высокой прочности при повышенных температурах, высокой коррозионностойкости, повышенной электропроводности, пониженной ползучести и пониженной массы.The invention relates to the field of metallurgy of conductive aluminum alloys and can be used for the manufacture of electrical products, in particular wires of high voltage power lines and cables of submersible oil pumps operating at temperatures up to 230 ° C, when a combination of high strength at elevated temperatures, high corrosion resistance, high conductivity is required , reduced creep and reduced weight.

Известны марки алюминия и алюминиевых сплавов, широко применяемых при производстве изделий электротехнического назначения. В частности, технически чистый алюминий марки А5Е и А7Е с содержанием алюминия 99,5 и 99,7 мас. % соответственно используется для изготовления токопроводящих жил кабелей и проводов ЛЭП. Проводниковый алюминий марки А5Е и А7Е имеет достаточно высокие значения электропроводности, механической прочности и коррозионностойкости при низкой плотности. В кабельной промышленности используется также алюминиевый сплав марки ABE системы Al-Si-Mg, который имеет повышенную механическую прочность по сравнению с алюминием марки А5Е и А7Е, но при этом пониженную электропроводность. Общим недостатком алюминия марки А5Е, А7Е и алюминиевого сплава ABE является их низкая термическая стабильность из-за сильного разупрочнения при нагревах свыше 100°C. Проводниковый алюминий и сплав ABE не могут использоваться в изделиях, длительно работающих в условиях высоких температур. Существенного повышения термической стабильности проводниковых алюминиевых сплавов можно добиться за счет введения редких или редкоземельных металлов (РЗМ), в первую очередь циркония. Известны проводниковые алюминиевые сплавы, содержащие редкоземельные металлы и цирконий, с высоким уровнем прочностных характеристик, в том числе при повышенных температурах (патенты РФ №№2441090, 2458170, 2492258, патент US 4402763). Однако все эти сплавы обладают недостаточной электропроводностью из-за повышенного содержания РЗМ и циркония.Famous brands of aluminum and aluminum alloys are widely used in the manufacture of products for electrical purposes. In particular, technically pure aluminum grade A5E and A7E with an aluminum content of 99.5 and 99.7 wt. %, respectively, is used for the manufacture of conductive conductors of cables and wires of power lines. Conductor aluminum A5E and A7E have quite high values of electrical conductivity, mechanical strength and corrosion resistance at low density. The cable industry also uses aluminum alloy grade ABE of the Al-Si-Mg system, which has increased mechanical strength compared to aluminum grade A5E and A7E, but at the same time reduced electrical conductivity. A common drawback of aluminum grade A5E, A7E and aluminum alloy ABE is their low thermal stability due to the strong softening during heating above 100 ° C. Conductor aluminum and ABE alloy cannot be used in products that operate continuously at high temperatures. A significant increase in the thermal stability of conductor aluminum alloys can be achieved by introducing rare or rare-earth metals (REM), primarily zirconium. Conductive aluminum alloys containing rare-earth metals and zirconium are known with a high level of strength characteristics, including at elevated temperatures (RF patents Nos. 2441090, 2458170, 2492258, US patent 4402763). However, all these alloys have insufficient electrical conductivity due to the increased content of rare-earth metals and zirconium.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению, принятым за прототип, является алюминиевый сплав, содержащий, мас. %: цирконий 0,1-0,19; железо 0,21-0,35; кремний 0,11-0,15; сумму примесей титана, хрома, ванадия и марганца до 0,015; алюминий - остальное (патент РФ №2458151 С1, МПК С21С 1/02, 2010). Недостаток прототипа - пониженная термостойкость (до 150°C).The closest analogue to the claimed invention adopted for the prototype is an aluminum alloy containing, by weight. %: zirconium 0.1-0.19; iron 0.21-0.35; silicon 0.11-0.15; the amount of impurities of titanium, chromium, vanadium and manganese up to 0.015; aluminum - the rest (RF patent No. 2458151 C1, IPC C21C 1/02, 2010). The disadvantage of the prototype is reduced heat resistance (up to 150 ° C).

Технической задачей изобретения является создание нового проводникового термокоррозионно-стойкого алюминиевого сплава с добавкой циркония, не уступающего прототипу по электропроводности и прочности, но исключающего приведенный недостаток и обеспечивающего лучшее сочетание термостойкости и коррозионностойкости.An object of the invention is the creation of a new conductive thermocorrosion-resistant aluminum alloy with the addition of zirconium, not inferior to the prototype in electrical conductivity and strength, but eliminating the above drawback and providing the best combination of heat resistance and corrosion resistance.

Технический результат достигается тем, что термокоррозионно-стойкий алюминиевый сплав, содержащий цирконий, железо, кремний, титан, хром, ванадий и марганец, дополнительно содержит магний, медь, цинк и бор при следующем соотношении компонентов, мас. %: цирконий 0,2-0,32; железо 0,15-0,42; кремний 0,02-0,1; титан, хром, ванадий, марганец в сумме 0,01-0,04; магний, медь, цинк в сумме 0,01-0,07; бор 0,001-0,01; алюминий - остальное.The technical result is achieved by the fact that the corrosion-resistant aluminum alloy containing zirconium, iron, silicon, titanium, chromium, vanadium and manganese additionally contains magnesium, copper, zinc and boron in the following ratio of components, wt. %: zirconium 0.2-0.32; iron 0.15-0.42; silicon 0.02-0.1; titanium, chromium, vanadium, manganese in the amount of 0.01-0.04; magnesium, copper, zinc in the amount of 0.01-0.07; boron 0.001-0.01; aluminum is the rest.

В качестве основного модификатора, повышающего термостойкость алюминиевого сплава, выбран цирконий. Выбор циркония обусловлен его наибольшим влиянием на термостойкость алюминиевых сплавов, широкой известностью и доступностью, пониженной стоимостью. Добавки циркония в алюминиевые сплавы обеспечивают образование мелкодисперсных интерметаллидов Al3Zr, которые вызывают резкое и стабильное измельчение зерна. Стабильность структуры Al-Zr сплавов при воздействии температуры обуславливается малым коэффициентом диффузии циркония в алюминии и устойчивостью дисперсных частиц интерметаллидов. При этом существенно повышается температура рекристаллизации и термостойкость сплава, повышаются прочностные характеристики, снижается ползучесть, уменьшаются окислительные процессы (коррозия) под действием электрического тока высокого напряжения, улучшается свариваемость.Zirconium was selected as the main modifier that increases the heat resistance of an aluminum alloy. The choice of zirconium is due to its greatest influence on the heat resistance of aluminum alloys, wide popularity and availability, low cost. Zirconium additives in aluminum alloys provide the formation of finely dispersed intermetallic compounds Al 3 Zr, which cause a sharp and stable grinding of grain. The stability of the structure of Al-Zr alloys upon exposure to temperature is determined by the low diffusion coefficient of zirconium in aluminum and the stability of dispersed intermetallic particles. In this case, the recrystallization temperature and heat resistance of the alloy significantly increase, strength characteristics increase, creep decreases, oxidation processes (corrosion) under the influence of high-voltage electric current decrease, and weldability improves.

Отличительным признаком заявляемого сплава является содержание циркония в пределах 0,2-0,32 мас. %. Наличие циркония в заявленных пределах позволяет обеспечить термостойкость сплава до 230°C, что существенно выше чем у прототипа. При этом обеспечивается наилучшее сочетание механических свойств, электропроводности и коррозионностойкости сплава, в том числе при повышенной температуре. Избыток циркония (>0,32%) приводит к снижению пластичности и электропроводности сплава, а его недостаток (<0,2%) - к снижению термостойкости и прочности. Наличие железа в заявленных пределах позволяет обеспечить в присутствии кремния необходимое количество компактных частиц, преимущественно фазы Al8Fe2Si, что благоприятно сказывается на технологичности при литье и волочении. При этом железо повышает прочность и жаропрочность алюминиевого сплава и снижает его ползучесть. Избыток железа (>0,42%) приводит к снижению коррозионной стойкости, электропроводности и пластичности данного сплава, а его недостаток (<0,15%) - к снижению прочности и технологичности. Наличие кремния в заявленных пределах и при оптимальном соотношении с другими элементами позволяет обеспечить связывание железа в фазу Al8Fe2Si. Избыток кремния (>0,1%) приводит к снижению электропроводности и термостойкости, а его недостаток (<0,02%) - к снижению прочности и технологичности. Сумма тяжелых металлов: титан, хром, ванадий и марганец в заявленных пределах при оптимальном соотношении между собой и другими элементами ограничивает рост зерна и затормаживает процессы диффузии, образуя стабильные сложнолегированные упрочняющие фазы. При этом повышается коррозионностойкость, прочность и жаропрочность сплава, значительно уменьшается склонность к трещинообразованию. Избыток суммы тяжелых металлов (>0,04%) приводит к снижению электропроводности сплава, а ее недостаток (<0,01%) - к снижению коррозионностойкости и прочности. Заявляемый сплав отличается также тем, что он дополнительно содержит магний, медь, цинк и бор. Металлы магний, медь и цинк имеют наибольшую по сравнению с другими известными элементами растворимость в твердом алюминии, резко снижающуюся с понижением температуры. В результате чего при охлаждении сплавов с этими компонентами из твердого раствора выделяются интерметаллидные фазы, а при нагреве - растворяются. Это фазовое превращение открыло возможность в сильной степени влиять на структуру и свойства алюминиевого сплава посредством термической обработки. Сумма перечисленных металлов в заявленных пределах при оптимальном соотношении между собой и другими элементами, в первую очередь кремнием, повышает технологичность сплава при термической обработке. При этом улучшаются прочностные характеристики сплава и его электропроводность. Избыток суммы магния, меди и цинка (>0,07%) приводит к снижению электропроводности и коррозионностойкости сплава, а ее недостаток (<0,01%) - к снижению технологичности и эффективности термообработки. Полуметалл бор является модифицирующей добавкой для алюминиевых сплавов. Количество бора в заявленных пределах, особенно в присутствии титана, эффективно измельчает зерно алюминиевого сплава. Бор способствует улучшению механических свойств, пластичности и электропроводности, равномерности свойств во всем объеме. Бор способствует также нейтрализации отрицательного воздействия вредных примесей: галлия, водорода и др. Вступая в реакцию с этими примесями, бор образует нерастворимые соединения, выводя их из твердого раствора. При этом увеличивается коррозионностойкость сплава и существенно снижается газовая (водородная) пористость. Избыток бора (>0,01%) приводит к снижению эффективности циркония и тяжелых металлов и, как следствие, к снижению термостойкости и коррозионностойкости сплава, а его недостаток (<0,001%) - к повышению газовой пористости.A distinctive feature of the inventive alloy is the content of zirconium in the range of 0.2-0.32 wt. % The presence of zirconium in the claimed range allows for heat resistance of the alloy up to 230 ° C, which is significantly higher than that of the prototype. This ensures the best combination of mechanical properties, electrical conductivity and corrosion resistance of the alloy, including at elevated temperatures. Excess zirconium (> 0.32%) leads to a decrease in ductility and electrical conductivity of the alloy, and its disadvantage (<0.2%) leads to a decrease in heat resistance and strength. The presence of iron within the stated limits allows to provide in the presence of silicon the required number of compact particles, mainly the Al 8 Fe 2 Si phase, which favorably affects the processability during casting and drawing. In this case, iron increases the strength and heat resistance of the aluminum alloy and reduces its creep. Excess iron (> 0.42%) leads to a decrease in corrosion resistance, electrical conductivity and ductility of this alloy, and its disadvantage (<0.15%) leads to a decrease in strength and manufacturability. The presence of silicon within the stated limits and at an optimal ratio with other elements allows for the binding of iron to the Al 8 Fe 2 Si phase. Excess silicon (> 0.1%) leads to a decrease in electrical conductivity and heat resistance, and its disadvantage (<0.02%) leads to a decrease in strength and manufacturability. The sum of heavy metals: titanium, chromium, vanadium and manganese within the stated limits, with an optimal ratio between themselves and other elements, limits grain growth and inhibits diffusion processes, forming stable complex-alloyed strengthening phases. This increases the corrosion resistance, strength and heat resistance of the alloy, significantly decreases the tendency to cracking. An excess of the sum of heavy metals (> 0.04%) leads to a decrease in the electrical conductivity of the alloy, and its drawback (<0.01%) leads to a decrease in corrosion resistance and strength. The inventive alloy is also characterized in that it additionally contains magnesium, copper, zinc and boron. Metals magnesium, copper and zinc have the highest solubility in solid aluminum compared to other known elements, which sharply decreases with decreasing temperature. As a result, when cooling alloys with these components, intermetallic phases are released from the solid solution, and when heated, they dissolve. This phase transformation has made it possible to strongly influence the structure and properties of the aluminum alloy through heat treatment. The sum of the listed metals within the stated limits with an optimal ratio between each other and other elements, primarily silicon, increases the manufacturability of the alloy during heat treatment. At the same time, the strength characteristics of the alloy and its electrical conductivity are improved. An excess of the sum of magnesium, copper and zinc (> 0.07%) leads to a decrease in the electrical conductivity and corrosion resistance of the alloy, and its disadvantage (<0.01%) leads to a decrease in the processability and efficiency of heat treatment. Semi-metal boron is a modifying additive for aluminum alloys. The amount of boron in the claimed range, especially in the presence of titanium, effectively grinds the grain of aluminum alloy. Boron contributes to the improvement of mechanical properties, ductility and electrical conductivity, uniformity of properties throughout the volume. Boron also helps to neutralize the negative effects of harmful impurities: gallium, hydrogen, etc. By reacting with these impurities, boron forms insoluble compounds, removing them from solid solution. At the same time, the corrosion resistance of the alloy increases and gas (hydrogen) porosity significantly decreases. An excess of boron (> 0.01%) leads to a decrease in the efficiency of zirconium and heavy metals and, as a result, to a decrease in the heat and corrosion resistance of the alloy, and its disadvantage (<0.001%) leads to an increase in gas porosity.

Для повышения эксплуатационных характеристик проводникового термокоррозионно-стойкого алюминиевого сплава в него может быть дополнительно введен один из редких или редкоземельных металлов из группы: ниобий, церий, иттрий, скандий при следующем соотношении компонентов, мас. %: цирконий 0,2-0,32; железо 0,15-0,42; кремний 0,02-0,1; титан, хром, ванадий, марганец в сумме 0,01-0,04; магний, медь, цинк в сумме 0,01-0,07; бор 0,001-0,01; один из редких или редкоземельных металлов из группы: ниобий, церий, иттрий, скандий 0,005-0,2; алюминий - остальное. Избыток редкого или редкоземельного металла (>0,2%) приводит к снижению пластичности и увеличению стоимости сплава, а его недостаток (<0,005%) - к снижению коррозионностойкости и электропроводности.To increase the operational characteristics of a conductive thermally-corrosion-resistant aluminum alloy, one of the rare or rare-earth metals from the group: niobium, cerium, yttrium, scandium can be additionally introduced into it in the following ratio of components, wt. %: zirconium 0.2-0.32; iron 0.15-0.42; silicon 0.02-0.1; titanium, chromium, vanadium, manganese in the amount of 0.01-0.04; magnesium, copper, zinc in the amount of 0.01-0.07; boron 0.001-0.01; one of the rare or rare-earth metals from the group: niobium, cerium, yttrium, scandium 0.005-0.2; aluminum is the rest. An excess of rare or rare earth metal (> 0.2%) leads to a decrease in ductility and an increase in the cost of the alloy, and its drawback (<0.005%) leads to a decrease in corrosion resistance and electrical conductivity.

Небольшие добавки (до 0,2%) редких или редкоземельных металлов позволяют существенно увеличить прочность, пластичность, термостойкость, коррозионностойкость и электропроводность алюминиевого сплава. Например, добавка ниобия в количестве всего 0,05% повышает коррозионностойкость алюминиевого сплава в 3 раза. Добавка церия в количестве до 0,2% повышает прочность, пластичность и термостойкость алюминиевого сплава на 20%. При этом увеличивается электропроводность сплава. Добавка 0,15% иттрия увеличивает на 5% электропроводность алюминиевого сплава, а также увеличивает его прочность, пластичность и термостойкость. Добавка 0,2% скандия повышает прочность алюминиевого сплава на 30%. При этом увеличивается пластичность, электропроводность, термостойкость и коррозионностойкость сплава.Small additives (up to 0.2%) of rare or rare-earth metals can significantly increase the strength, ductility, heat resistance, corrosion resistance and electrical conductivity of aluminum alloy. For example, the addition of niobium in an amount of only 0.05% increases the corrosion resistance of an aluminum alloy by 3 times. The addition of cerium in an amount of up to 0.2% increases the strength, ductility and heat resistance of aluminum alloy by 20%. This increases the conductivity of the alloy. Additive 0.15% yttrium increases the electrical conductivity of aluminum alloy by 5%, and also increases its strength, ductility and heat resistance. The addition of 0.2% scandium increases the strength of the aluminum alloy by 30%. This increases the ductility, electrical conductivity, heat resistance and corrosion resistance of the alloy.

Алюминиевый сплав с улучшенной структурой и физико-механическими свойствами может быть получен также путем физического или механического способа воздействия. Физический способ получения алюминиевого сплава с ультрамелкозернистой или нанокристаллической структурой основан на литье в высокочастотном электромагнитном поле. Данный способ позволяет получать алюминиевые сплавы, не теряющие своих свойств при длительной эксплуатации в условиях высоких температур. Механический способ основан на явлении деформационного измельчения зеренной структуры металла в процессе интенсивной пластической деформации (ИПД). Методы ИПД: равноканальное угловое прессование, деформация кручением, винтовая экструзия, всесторонняя ковка. Данные методы позволяют получать алюминиевые сплавы с размером зерен от сотен до десятков нанометров, обладающие уникальным комплексом физико-механических свойств, в том числе высокоскоростной сверхпластичностью, сверхпрочностью, термостойкостью и коррозионностойкостью.An aluminum alloy with improved structure and physico-mechanical properties can also be obtained by physical or mechanical impact. The physical method for producing an aluminum alloy with an ultrafine-grained or nanocrystalline structure is based on casting in a high-frequency electromagnetic field. This method allows to obtain aluminum alloys that do not lose their properties during prolonged use at high temperatures. The mechanical method is based on the phenomenon of deformation grinding of the grain structure of a metal during intense plastic deformation (IPD). IPD methods: equal channel angular pressing, torsional deformation, screw extrusion, all-round forging. These methods make it possible to obtain aluminum alloys with grain sizes from hundreds to tens of nanometers with a unique set of physicomechanical properties, including high-speed superplasticity, super strength, heat resistance, and corrosion resistance.

Исходной заготовкой для получения проволоки из алюминиевого сплава является катанка диаметром 9-14 мм, получаемая либо прокаткой слитков на проволочно-прокатном стане, либо из расплавленного металла методом непрерывного литья и проката. Технология получения катанки по первому способу включает в себя множество основных и промежуточных технологических операций. Это приводит к существенному повышению трудоемкости и энергозатратам, увеличению технологических потерь и, как следствие, повышению себестоимости и снижению качества катанки. Наиболее прогрессивным способом получения катанки из алюминиевого сплава является ее получение непосредственно из жидкого металла. Жидкий алюминиевый сплав в этом случае подается в кристаллизатор. На выходе из него металл кристаллизуется и в виде стержня сразу же подается на последовательно расположенные прокатные валки для получения катанки.The initial billet for producing aluminum alloy wire is a wire rod with a diameter of 9-14 mm, obtained either by rolling ingots on a wire-rolling mill or from molten metal by continuous casting and rolling. The technology for producing wire rod according to the first method includes many basic and intermediate technological operations. This leads to a significant increase in the complexity and energy consumption, an increase in technological losses and, as a consequence, an increase in cost and lower quality of wire rod. The most progressive method for producing wire rod from an aluminum alloy is to obtain it directly from liquid metal. Liquid aluminum alloy in this case is fed into the mold. At the exit from it, the metal crystallizes and in the form of a rod is immediately fed to successively arranged rolling rolls to produce wire rod.

Примеры реализации изобретения.Examples of the invention.

В соответствии с таблицей 1 было изготовлено несколько вариантов разработанного сплава в виде катанки диаметром 9,5 мм с разным содержанием циркония и остальных компонентов. Изготовление катанки производилось на литейно-прокатном агрегате, представляющем собой одну непрерывную линию совмещенной обработки. Для повышения эксплуатационных характеристик вся изготовленная катанка подвергалась термообработке по специальной программе. Варка сплавов осуществлялась в индукционной печи из первичного алюминия с добавками циркония и других компонентов из расчета получения требуемого состава сплава. Последней добавлялась лигатура Аl-Ti-B для нейтрализации вредных примесей типа галлий, удаления водорода и измельчения зерна. В таблице 2 приведены характеристики изготовленных вариантов сплава. Временное сопротивление разрыву и относительное удлинение катанки определяли по ГОСТ 1497-84. Удельное электрическое сопротивление катанки (обратная величина электропроводности) определяли по ГОСТ 7229-76. Термостойкость катанки определяли при температуре 230°C в соответствии с требованиями IEC 62004. Технологичность катанки определяли в процессе ее термообработки и волочения проволоки. Для оценки коррозионностойкости образцов проволоки, полученной из катанки, использовали измерительный комплекс американской фирмы RCS. Коррозионностойкость образцов проволоки определяли в трех коррозийных средах при температуре от 20 до 95°C. Коррозийные водные среды готовили по методикам в соответствии с ГОСТ 9.502-82. Коррозийная среда №1 (модель пластовой воды) по ГОСТ 9.502-82 содержит NaCl, MgSO4, Na2SO4, NaHCO3, СаСl2 и H2O. Коррозийная среда №2 - модель пластовой воды, насыщенной СO2 в количестве 1,5 г/л. Коррозийная среда №3 - модель пластовой воды, насыщенной H2S в количестве 1,5 г/л. Из таблицы 2 видно, что содержание компонентов нового сплава в заявленных пределах обеспечивает более высокие по сравнению с прототипом эксплуатационные характеристики катанки.In accordance with table 1, several variants of the developed alloy were manufactured in the form of a wire rod with a diameter of 9.5 mm with different contents of zirconium and other components. Wire rod production was carried out on a casting and rolling unit, which is one continuous line of combined processing. To improve operational characteristics, all wire rod made was subjected to heat treatment according to a special program. The alloys were cooked in an induction furnace made of primary aluminum with additives of zirconium and other components in order to obtain the required alloy composition. The latter was added Al-Ti-B ligature to neutralize harmful impurities such as gallium, remove hydrogen and grind grain. Table 2 shows the characteristics of the manufactured alloy options. Temporary tear resistance and elongation of wire rod were determined according to GOST 1497-84. The electrical resistivity of the wire rod (the inverse value of electrical conductivity) was determined according to GOST 7229-76. The heat resistance of the wire rod was determined at a temperature of 230 ° C in accordance with the requirements of IEC 62004. The processability of the wire rod was determined during its heat treatment and wire drawing. To assess the corrosion resistance of wire samples obtained from wire rod, the measuring complex of the American company RCS was used. The corrosion resistance of wire samples was determined in three corrosive environments at a temperature of from 20 to 95 ° C. Corrosive aqueous media were prepared according to methods in accordance with GOST 9.502-82. Corrosive medium No. 1 (formation water model) according to GOST 9.502-82 contains NaCl, MgSO 4 , Na 2 SO 4 , NaHCO 3 , CaCl 2 and H 2 O. Corrosive medium No. 2 - model of formation water saturated with CO 2 in the amount of 1 5 g / l Corrosive medium No. 3 is a model of produced water saturated with H 2 S in an amount of 1.5 g / l. From table 2 it is seen that the content of the components of the new alloy in the stated range provides higher performance compared to the prototype of the wire rod.

Предложенный сплав позволяет изготавливать из него токопроводящие жилы проводов и кабелей, длительно работающих при повышенных температурах (до 230°C) и в агрессивной среде (нефтяных скважинах). Кроме того, высокий уровень пластических свойств расширяет технологические возможности изготовления из него деформированных изделий в виде катанки, прутков и проволоки различного сечения, имеющих сравнительно низкую себестоимость. Опытные партии катанки из нового сплава прошли всесторонние испытания с положительными результатами на кабельных заводах РФ.The proposed alloy makes it possible to produce from it conductive conductors of wires and cables that operate for a long time at elevated temperatures (up to 230 ° C) and in an aggressive environment (oil wells). In addition, a high level of plastic properties expands the technological capabilities of manufacturing from it deformed products in the form of wire rods, bars and wires of various cross-sections, having a relatively low cost. Experimental batches of wire rod from the new alloy have been comprehensively tested with positive results at cable plants in the Russian Federation.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (3)

1. Термокоррозионно-стойкий алюминиевый сплав, содержащий цирконий, железо, кремний, титан, хром, ванадий, марганец, магний, медь, цинк и бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит один из редких или редкоземельных металлов из группы: ниобий, церий, иттрий, скандий при следующем соотношении компонентов, мас.%: цирконий 0,2-0,32; железо 0,15-0,42; кремний 0,02-0,1; титан, хром, ванадий, марганец в сумме 0,01-0,04; магний, медь, цинк в сумме 0,01-0,07; бор 0,001-0,01; один из редких или редкоземельных металлов из группы: ниобий, церий, иттрий, скандий 0,005-0,2; алюминий - остальное.1. A corrosion-resistant aluminum alloy containing zirconium, iron, silicon, titanium, chromium, vanadium, manganese, magnesium, copper, zinc and boron, characterized in that it additionally contains one of the rare or rare-earth metals from the group: niobium, cerium , yttrium, scandium in the following ratio of components, wt.%: zirconium 0.2-0.32; iron 0.15-0.42; silicon 0.02-0.1; titanium, chromium, vanadium, manganese in the amount of 0.01-0.04; magnesium, copper, zinc in the amount of 0.01-0.07; boron 0.001-0.01; one of the rare or rare-earth metals from the group: niobium, cerium, yttrium, scandium 0.005-0.2; aluminum is the rest. 2. Термокоррозионно-стойкий алюминиевый сплав по п. 1, отличающийся тем, что он получен в виде катанки, изготовленной при литье алюминиевого сплава в высокочастотном электромагнитном поле.2. Thermally-resistant aluminum alloy according to claim 1, characterized in that it is obtained in the form of a wire rod made by casting an aluminum alloy in a high-frequency electromagnetic field. 3. Термокоррозионно-стойкий алюминиевый сплав по п. 1, отличающийся тем, что он получен в виде катанки, изготовленной методами интенсивной пластической деформации3. Thermally-resistant aluminum alloy according to claim 1, characterized in that it is obtained in the form of a wire rod made by methods of intense plastic deformation
RU2015110017A 2015-03-20 2015-03-20 Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy RU2639284C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110017A RU2639284C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110017A RU2639284C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015110017A RU2015110017A (en) 2016-10-20
RU2639284C2 true RU2639284C2 (en) 2017-12-20

Family

ID=57138290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110017A RU2639284C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2639284C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743499C1 (en) * 2020-07-31 2021-02-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Heat-resistant electrically conductive aluminium alloy (options)
RU2791313C1 (en) * 2022-12-28 2023-03-07 Акционерное общество "Москабельмет" (АО "МКМ") Electrical alloy based on aluminum and a product made therefrom

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112899530A (en) * 2021-01-18 2021-06-04 江苏国嘉导体技术科技有限公司 Aluminum alloy conductor material and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US454270A (en) * 1891-06-16 hereick
SU514906A1 (en) * 1974-01-08 1976-05-25 Предприятие П/Я Р-6585 Aluminum based alloy
US20110056595A1 (en) * 2000-12-11 2011-03-10 Theodore Rottwinkel Aluminium alloy for lithographic sheet
RU2458151C1 (en) * 2010-12-09 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Aluminium alloy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US454270A (en) * 1891-06-16 hereick
SU514906A1 (en) * 1974-01-08 1976-05-25 Предприятие П/Я Р-6585 Aluminum based alloy
US20110056595A1 (en) * 2000-12-11 2011-03-10 Theodore Rottwinkel Aluminium alloy for lithographic sheet
RU2458151C1 (en) * 2010-12-09 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Aluminium alloy

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743499C1 (en) * 2020-07-31 2021-02-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Heat-resistant electrically conductive aluminium alloy (options)
RU2791313C1 (en) * 2022-12-28 2023-03-07 Акционерное общество "Москабельмет" (АО "МКМ") Electrical alloy based on aluminum and a product made therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015110017A (en) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6140032B2 (en) Copper alloy sheet, method for producing the same, and current-carrying component
CN106636806B (en) A kind of small grains moderate strength aluminium alloy and the preparation method and application thereof
Knych et al. Studies on the process of heat treatment of conductive AlZr alloys obtained in various productive processes
RU2636548C1 (en) Thermo-anticorrosive aluminium alloy
CN108315581B (en) High-strength high-softening-temperature low beryllium copper alloy and preparation method thereof
RU2446222C1 (en) Heat-resistant aluminium-based alloy and method for obtaining deformed semi-finished products from it
JP2016505713A (en) Heat resistant aluminum base alloy and manufacturing method
RU2639284C2 (en) Thermo-corrosion-resistant aluminium alloy
Jabłoński et al. Effect of iron addition to aluminium on the structure and properties of wires used for electrical purposes
RU2541263C2 (en) Aluminium-based heat-resistant metallic alloy
US1830142A (en) Aluminum alloy
US1945288A (en) Zinc base alloy
JP6389414B2 (en) Method for producing copper alloy sheet
JP2020516777A (en) Aluminum alloy for cable conductor
RU2657678C1 (en) Method for producing a rod of heat-resistant aluminum alloy
RU2659546C1 (en) Thermal resistant alloy on aluminum basis
CN103225049A (en) Treatment process for improving electric conductivity of medium strength aluminium alloy
Knych et al. Selected aspects of evolution properties of oxygen free copper for high-advanced electrotechnical application
RU2648339C2 (en) Conductive aluminum alloy and articles thereof
JP6473465B2 (en) Aluminum alloy conductor wire and method for manufacturing the same
RU2696794C1 (en) Method for production of rod from heat-resistant aluminium alloy
JP2014145128A (en) Copper chromium alloy wire rod and non-heating manufacturing method of high strength and high ductility copper chromium alloy wire rod
RU2816585C1 (en) Aluminium-based conductor material and article made from it
RU2729281C1 (en) Aluminum alloy for electrical purposes
RU2815427C1 (en) Method for producing a conductor from an alloy of the al-fe system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180321

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190917

PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200623

Effective date: 20200623