RU2672977C1 - АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ СИСТЕМЫ Al-Mg-Si - Google Patents
АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ СИСТЕМЫ Al-Mg-Si Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672977C1 RU2672977C1 RU2017138111A RU2017138111A RU2672977C1 RU 2672977 C1 RU2672977 C1 RU 2672977C1 RU 2017138111 A RU2017138111 A RU 2017138111A RU 2017138111 A RU2017138111 A RU 2017138111A RU 2672977 C1 RU2672977 C1 RU 2672977C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- alloy
- manufacture
- chromium
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 8
- 229910018464 Al—Mg—Si Inorganic materials 0.000 title abstract description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 10
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
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
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
-
- 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
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
- C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сплавам на основе алюминия для алюминиевых листов и профилей и может быть использовано при изготовлении боковых панелей фюзеляжа, в том числе применяемых в изделиях авиационной техники военного назначения. Сплав на основе алюминия содержит, мас. %: медь 1,6-1,9, магний 1,1-1,5, кремний 0,3-0,7, марганец 1,2-1,5, железо 0,4-1,0, титан 0,4-1,5, ванадий 0,4-1,2, цирконий 0,4-0,5, хром 0,4-1,0, по крайней мере один элемент из группы, содержащей цинк 0,4-0,5, бор 0,01-0,1, углерод 0,01-0,1, алюминий и неизбежные примеси остальное. Технической задачей и техническим результатом изобретения является создание алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, имеющего однородную стабильную структуру, хорошую коррозионную стойкость, свариваемость, прочность, технологичность при изготовлении полуфабрикатов. 1 табл., 1 пр.
Description
Алюминиевый сплав системы Al-Mg-Si.
Предлагаемое изобретение относится к сплавам на основе алюминия, используемым при производстве алюминиевых листов и профилей и может быть использовано при изготовлении боковой панели фюзеляжа, в том числе применяемых в изделиях авиационной техники военного назначения.
Основным металлическим материалом для планера изделий вертолетной техники на сегодняшний день является алюминиевый сплав Д16ч, обладающий высокими характеристиками прочности и трещиностойкости. Данный сплав является не свариваемым, коррозионно не стойким и применяется только для изготовления клепаных конструкций. Замена клепаных конструкций на сварные позволит в перспективе снизить массу элементов конструкции до 15%. Для решения этой проблемы необходима разработка нового алюминиевого сплава, который будет использован для производства листов и профилей, предназначенных для изготовления элементов планера изделий вертолетной техники.
Из уровня техники известен алюминиевый сплав (CN 105779827 А, С22С 21/02, опубл. 20.07.2016), содержащий, мас. %:
| Si | - 2-4 |
| Mg | - 1-3 |
| Cu | - 2-4 |
| Zn | - 2-5 |
| Cr | - 0,1-0,5 |
| Bi | - 0,1-0,2 |
| Ti | - 0,1-0,2 |
| V | - 0,04-0,05 |
| Al | - остальное |
Недостатком данного сплава является высокое содержание кремния. При его избытке возникает некоторая склонность к межкристаллитной коррозии ввиду появления в структуре кремнийсодержащих фаз. Отсутствие в сплаве или недостаточное количество модификаторов не создает условий для образования мелкозернистой однородной равноосной структуры, обеспечивающей изотропность свойств.
Известен алюминиевый сплав (US 2017022593 A1, С22С 21/02, опубл. 26.01.2017), содержащий, мас. %:
| Si | - 0,9-1,2 |
| Fe | - 0-0,5 |
| Cu | - 0,05-0,3 |
| Mn | - 0-0,75 |
| Mg | - 0,7-1,0 |
| Cr | - 0-0,25 |
| Zn | - 0-0,05 |
| Ti | - 0-0,1 |
| Al | - остальное |
К недостаткам заявленного сплава относится повышенное содержание железа, что может привести к ухудшению свойств за счет появления игольчатой интерметаллидной фазы Al3Fe, а также к снижению анизотропии свойств. Вдобавок к этому, незначительное количество титана и отсутствие циркония в сплаве не позволяют добиться измельчения зерна в отливках и слитках. Крупнозернистая структура не позволяет добиться повышения прочности и снижения анизотропии в сплаве.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению, принятым за прототип, является сплав на основе алюминия и метод его термической обработки (KR 20140044488 А, С22С 21/00, опубл. 15.04.2014), содержащий кремний, железо, медь, марганец, магний, хром, цинк, титан, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Si | - 0,8-1,3% |
| Fe | - 0-0,5% |
| Cu | - 0,15-0,4% |
| Mn | - 0-0,15% |
| Mg | - 0,8-1,2% |
| Cr | - 0-0,25% |
| Zn | - 0-0,2% |
| Ti | - 0-0,1% |
Алюминий - остальное.
Недостатком заявленного сплава является пониженное содержание марганца, что не позволяет добиться формирования оптимального количества фазы Al6Mn, положительно влияющей на сфероидизацию частиц интерметаллидов, что, в свою очередь, приводит к улучшению механических свойств сплава, в частности прочности. Также недостаток марганца и малое количество хрома не позволяют обеспечить хорошие коррозионные свойства сплава, в частности склонность к межкристаллитной коррозии. Кроме того, из-за отсутствия циркония сплав имеет недостаточную свариваемость.
Технической задачей и техническим результатом заявленного изобретения является создание алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, имеющего однородную стабильную структуру, хорошую коррозионную стойкость, свариваемость, прочность, технологичность при изготовлении полуфабрикатов.
Заявленный технический результат достигается тем, что сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, кремний, марганец, железо, титан, хром, при этом дополнительно содержит ванадий, цирконий и, по крайней мере, один элемент из группы, содержащей цинк и/или бор, и/или углерод при следующем содержании элементов, в мас. %:
| Медь | 1,6-1,9 |
| Магний | 1,1-1,5 |
| Кремний | 0,3-0,7 |
| Марганец | 1,2-1,5 |
| Железо | 0,4-1,0 |
| Титан | 0,4-1,5 |
| Ванадий | 0,4-1,2 |
| Цирконий | 0,4-0,5 |
| Хром | 0,4-1,0 |
| и по крайней мере один элемент из группы, | |
| содержащей | |
| Цинк | 0,4-0,5 |
| Бор | 0,01-0,1 |
| Углерод | 0,01-0,1 |
| Алюминий и неизбежные примеси | остальное. |
Изделие, выполненное из заявленного сплава.
Содержание магния и кремния в предлагаемом сплаве, в заявленных пределах, обеспечивает образование упрочняющей фазы Mg2Si, повышающей прочность, в том числе за счет измельчения структуры. Марганец формирует фазу Al6Mn, которая выступает в роли упрочнителя, а также в качестве антирекристаллизатора, затрудняет рост зерна при рекристаллизации, вызывает сфероидизацию частиц интерметаллидов, при этом не ухудшая коррозионные свойства. Наличие ванадия в сравнении с прототипом способствует повышению температуры рекристаллизации и формированию субзеренной структуры и дополнительному упрочнению сплава. Цирконий и титан вводят для измельчения зерна в отливках и слитках, что значительно повышает прочность и улучшает равномерность их свойств во всем объеме. Также цирконий, являясь антирекристаллизатором, образует фазу Al3Zr, наличие которой положительно влияет на свариваемость сплава. Введение бора и/или углерода предотвращает образование грубых интерметаллидов по границам зерна, при этом образуется очень мелкое равноосное зерно, обеспечивается изотропность свойств, стабильность структуры и свойств. Небольшая добавка хрома улучшает механические и коррозионные свойства. Также хром вводят для повышения прочности сплавов и нейтрализации отрицательного действия железа. Кроме того, добавка хрома предотвращает образование выделений по границам зерен, что способствует повышению коррозионной стойкости и обеспечивает регулирование размера зерна. Заявленное количество меди и цинка добавляются с целью упрочнения без потери сопротивления коррозии. Железо вводится в количестве, не приводящем к заметному ухудшению коррозионной стойкости с целью снижения склонности к горячим трещинам при литье, так как сплав содержит кремний.
Примеры осуществления.
Сплавы на основе алюминия следующих составов, приведенные в таблице (1-10), изготавливались следующим образом. Отливку в виде слитка диаметром 110 мм отливали полунепрерывным способом через водоохлаждаемый кристаллизатор, гомогенизировали по режиму 540°C, 8 часов. После чего обтачивали слиток в диаметр 100 мм и торцовка на длину 300 мм. После этого следовала осадка на прессе в заготовку сечением 50*135 мм, горячая прокатка в лист толщиной 4,5 мм, а затем холодная прокатка в листы толщиной 1,0 и 3,0 мм. Далее проводили закалку по режиму 540°C, 15 минут для листов 1 мм и 540°C, 30 минут для листов 3 мм. Далее старение по режиму 180°C, 8 часов.
Использование предлагаемого сплава на основе алюминия позволяет получать листы для изготовления деталей изделий авиационной техники взамен сплава Д16ч, обладающие хорошей коррозионной стойкостью, свариваемостью и пластичностью. Прочность сплава состава №9 по ГОСТ 1497 составила 370 МПа. Склонность к растрескивающей коррозии составила 2 балла для листов толщиной 1 мм. Таким образом, за счет подбора химического состава и режима термической обработки удалось добиться оптимального соотношения механических, коррозионных и усталостных характеристик.
Claims (4)
- Сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, кремний, марганец, железо, титан, хром и алюминий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ванадий, цирконий и по крайней мере один элемент из группы, содержащей цинк, бор и углерод, при следующем содержании элементов, мас. %:
-
медь 1,6-1,9 магний 1,1-1,5 кремний 0,3-0,7 марганец 1,2-1,5 железо 0,4-1,0 титан 0,4-1,5 ванадий 0,4-1,2 цирконий 0,4-0,5 хром 0,4-1,0 - по крайней мере один элемент из группы,
-
содержащей цинк 0,4-0,5 бор 0,01-0,1 углерод 0,01-0,1 алюминий и неизбежные примеси остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138111A RU2672977C1 (ru) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ СИСТЕМЫ Al-Mg-Si |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138111A RU2672977C1 (ru) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ СИСТЕМЫ Al-Mg-Si |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2672977C1 true RU2672977C1 (ru) | 2018-11-21 |
Family
ID=64556453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138111A RU2672977C1 (ru) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ СИСТЕМЫ Al-Mg-Si |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2672977C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717437C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Сплав на основе алюминия, изделие из него и способ получения изделия |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030165397A1 (en) * | 2000-05-22 | 2003-09-04 | Lars Auran | Corrosion resistant aluminum alloy |
| RU2218437C1 (ru) * | 2002-06-26 | 2003-12-10 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Сплав системы алюминий-марганец и изделие из этого сплава |
| RU2221891C1 (ru) * | 2002-04-23 | 2004-01-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Сплав на основе алюминия, изделие из этого сплава и способ изготовления изделия |
| US20060078755A1 (en) * | 2001-07-23 | 2006-04-13 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Weldable high strength Al-Mg-Si alloy |
| EP1407075B1 (en) * | 2001-06-05 | 2007-02-28 | Metso Paper, Inc. | Equipment and method for changing a blade |
-
2017
- 2017-11-01 RU RU2017138111A patent/RU2672977C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030165397A1 (en) * | 2000-05-22 | 2003-09-04 | Lars Auran | Corrosion resistant aluminum alloy |
| EP1407075B1 (en) * | 2001-06-05 | 2007-02-28 | Metso Paper, Inc. | Equipment and method for changing a blade |
| US20060078755A1 (en) * | 2001-07-23 | 2006-04-13 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Weldable high strength Al-Mg-Si alloy |
| RU2221891C1 (ru) * | 2002-04-23 | 2004-01-20 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Сплав на основе алюминия, изделие из этого сплава и способ изготовления изделия |
| RU2218437C1 (ru) * | 2002-06-26 | 2003-12-10 | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности | Сплав системы алюминий-марганец и изделие из этого сплава |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717437C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Сплав на основе алюминия, изделие из него и способ получения изделия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1325683C (zh) | Al－Cu－Mg－Si合金及其制造方法 | |
| JP3194742B2 (ja) | 改良リチウムアルミニウム合金系 | |
| JP2697400B2 (ja) | 鍛造用アルミニウム合金 | |
| JP7133574B2 (ja) | Ａｌ－Ｚｎ－Ｃｕ－Ｍｇ合金およびそれらの製造方法 | |
| EP2847361B1 (en) | 2xxx series aluminum lithium alloys | |
| US20140123719A1 (en) | Recrystallized 6XXX Aluminum Alloy with Improved Strength and Formability | |
| CN103498085A (zh) | 一种低密度Al-Zn-Mg合金 | |
| US20140050936A1 (en) | 2xxx series aluminum lithium alloys | |
| KR20230019884A (ko) | 고온에서 성능이 좋은 알루미늄 구리 마그네슘 합금으로 제조된 제품의 용도 | |
| CN113106306A (zh) | 一种高强度耐蚀性的5xxx系合金及其制备方法 | |
| US11898232B2 (en) | High-strength alloy based on aluminium and method for producing articles therefrom | |
| RU2558806C1 (ru) | Жаропрочный сплав на основе алюминия | |
| RU2327758C2 (ru) | Сплав на основе алюминия и изделия из него | |
| RU2672977C1 (ru) | АЛЮМИНИЕВЫЙ СПЛАВ СИСТЕМЫ Al-Mg-Si | |
| KR101499096B1 (ko) | 스칸듐을 첨가한 알루미늄 합금 및 그 제조방법 | |
| JP2013053361A (ja) | 耐熱強度に優れた飛翔体用アルミニウム合金 | |
| RU2639903C2 (ru) | Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия | |
| JP7459496B2 (ja) | アルミニウム合金鍛造材の製造方法 | |
| JPH0447019B2 (ru) | ||
| KR100904503B1 (ko) | 가공용 고강도 알루미늄 합금 | |
| JP2023549190A (ja) | ２ｘｘｘ系アルミニウム合金製品の製造方法 | |
| RU2699422C1 (ru) | Деформируемый алюминиево-кальциевый сплав | |
| US20140127076A1 (en) | 5xxx-lithium aluminum alloys, and methods for producing the same | |
| EP4083248A1 (en) | Aluminum alloy and preparation method thereof, and aluminum alloy structural member | |
| CA3118984A1 (en) | 2xxx aluminum alloys |