RU2753537C1 - Alloy based on aluminum for production of wire and method for obtaining it - Google Patents

Alloy based on aluminum for production of wire and method for obtaining it Download PDF

Info

Publication number
RU2753537C1
RU2753537C1 RU2021102709A RU2021102709A RU2753537C1 RU 2753537 C1 RU2753537 C1 RU 2753537C1 RU 2021102709 A RU2021102709 A RU 2021102709A RU 2021102709 A RU2021102709 A RU 2021102709A RU 2753537 C1 RU2753537 C1 RU 2753537C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
wire
alloy
temperature
hours
Prior art date
Application number
RU2021102709A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Петровна Усынина
Виктор Николаевич Тимофеев
Петр Алексеевич Хоменков
Михаил Михайлович Мотков
Иван Сергеевич Гудков
Валерий Владимирович Захаров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр магнитной гидродинамики"
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 "Научно-производственный центр магнитной гидродинамики" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр магнитной гидродинамики"
Priority to RU2021102709A priority Critical patent/RU2753537C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753537C1 publication Critical patent/RU2753537C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy and, in particular, to wrought alloys based on aluminum and the production of thin wire from them for on-board wires. Alloy based on aluminum contains, wt.%: zirconium 0.25-0.45, hafnium 0.10-0.25, erbium ≤0.10 and/or ytterbium ≤0.10, titanium ≤0.05, manganese ≤0.05, chromium ≤0.05, iron ≤0.30, silicon ≤0.20, aluminum - the rest. Aluminum alloy wire is produced by casting ingots-billets by a continuous method into an electromagnetic crystallizer of small diameter at a temperature not lower than 830°C, ensuring the cooling rate of the melt in the crystallization temperature range of more than 100 deg/s, the resulting ingots are subjected to severe plastic deformation, followed by annealing at a temperature 400°C for 2 hours, and then at 300°C - 10 hours.
EFFECT: creation of an alloy and obtaining from it a wire with high thermal strength, electrical conductivity and thermal stability while reducing the duration of the technological process of its production.
2 cl, 1 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и, в частности, к деформируемым сплавам на основе алюминия и получения из них тонкой проволоки для бортовых проводов.The present invention relates to the field of metallurgy and, in particular, to wrought alloys based on aluminum and the production of thin wire from them for bead wires.

К проволоке для бортовых проводов предъявляются следующие требования. Проволока в отожженном состоянии должна обладать умеренной прочностью (предел прочности 16-20 кг/мм2), высокой теплопрочностью и термической стабильностью, обеспечивающих работу проволоки при нагреве до 280°С и неизменность механических и физических свойств при длительных выдержках при этих температурах. Электропроводность сплавов для бортовых проводов желательно, чтобы приближалась к электропроводности чистого алюминия.The following requirements are imposed on the wire for side wires. The wire in the annealed state should have moderate strength (tensile strength 16-20 kg / mm 2 ), high thermal strength and thermal stability, ensuring the operation of the wire when heated to 280 ° C and the invariability of mechanical and physical properties during long exposures at these temperatures. The electrical conductivity of alloys for on-board wires is desirable to approximate the electrical conductivity of pure aluminum.

В настоящее время проволоку для бортовых проводов делают из сплава 01417, содержащего в среднем 8% церия, лантана и празеодима - аналог (Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. Быстро закристаллизованные алюминиевые сплавы. Москва. 1995. ВИЛС. 1995. Стр. 316.). Однако для сплава 01417 характерны сложный химический состав и сложности в технологии получения из него проволоки. Это накладывает существенные ограничения по его применению в промышленности.Currently, wire for side wires is made of alloy 01417, containing on average 8% cerium, lanthanum and praseodymium - an analogue (Dobatkin V.I., Elagin V.I., Fedorov V.M. Rapidly crystallized aluminum alloys. Moscow. 1995 . WILS. 1995. p. 316.). However, alloy 01417 is characterized by a complex chemical composition and difficulties in the technology of producing wire from it. This imposes significant restrictions on its application in industry.

В последние годы были разработаны проводниковые алюминиевые сплавы на основе системы Al-Zr и в частности, сплав АЦр1Е, содержащий 0,5% Zr - прототип (Прохоров А.Ю., Белов Н.А., Алабин А.Н. Особенности технологии плавки и литья слитков проводниковых алюминиево-циркониевых сплавов в промышленных условиях // Литейщик России. 2010. №4. С. 30-34).In recent years, conductive aluminum alloys based on the Al-Zr system have been developed, and in particular, the АЦр1Е alloy containing 0.5% Zr - a prototype (Prokhorov A.Yu., Belov N.A., Alabin A.N. and casting ingots of conductive aluminum-zirconium alloys in industrial conditions // Foundry of Russia. 2010. No. 4. P. 30-34).

Сплав АЦр1Е прост по химическому составу, не уступает по показателям прочности, теплопрочности, электропроводности, коррозионной стойкости серийному сплаву 01417, но при производстве проволоки из этого сплава имеются технологические трудности. При получении заготовки из сплава АЦр1Е необходимо поддерживать достаточно высокие скорости охлаждения при кристаллизации, а при проведении окончательного отжига проволоки для достижения необходимых механических и физических свойств необходимо давать длительные выдержки (около 100 ч), мало приемлемые для промышленного производства.Alloy АЦр1Е is simple in chemical composition, not inferior in terms of strength, thermal strength, electrical conductivity, corrosion resistance to serial alloy 01417, but there are technological difficulties in the production of wire from this alloy. When obtaining a billet from the ACr1E alloy, it is necessary to maintain sufficiently high cooling rates during crystallization, and during the final annealing of the wire, to achieve the required mechanical and physical properties, it is necessary to give long exposures (about 100 h), which are not very suitable for industrial production.

В основу настоящего изобретения положена задача создания сплава для бортовых проводов, в полной мере отвечающих предъявляемым к ним требованиям - высокой теплопрочности, пластичности, электропроводности и термической стабильности, при сокращении продолжительности технологического процесса.The present invention is based on the task of creating an alloy for on-board wires that fully meets the requirements for them - high thermal strength, plasticity, electrical conductivity and thermal stability, while reducing the duration of the technological process.

Для решения поставленной задачи предлагается сплав на основе алюминия, содержащий цирконий, марганец, хром, титан, железо, кремний, который дополнительно содержит гафний и, по крайней мере, один из следующих элементов эрбий, иттербий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To solve this problem, an aluminum-based alloy is proposed containing zirconium, manganese, chromium, titanium, iron, silicon, which additionally contains hafnium and at least one of the following elements erbium, ytterbium, with the following ratio of components, wt%:

цирконийzirconium 0,25-0,45,0.25-0.45, гафнийhafnium 0,10-0,25,0.10-0.25, эрбийerbium ≤0,10,≤0.10, иттербийytterbium ≤0,10,≤0.10, титанtitanium ≤0,05,≤0.05, марганецmanganese ≤0,05,≤0.05, хромchromium ≤0,05,≤0.05, железоiron ≤0,30,≤0.30, кремнийsilicon ≤0,20,≤0.20, алюминийaluminum остальноеrest

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения проволоки из предлагаемого сплава, включающий литье слитка при температуре не менее 830°С, которое осуществляют непрерывным методом в электромагнитный кристаллизатор малого диаметра с обеспечением скорости охлаждения металла в интервале температур кристаллизации более 100 град/с, причем перед литьем расплав перегревают до температуры до 850°С с выдержкой 1 час, а после отливки слитки подвергают интенсивной пластической деформации с последующим отжигом по режиму 2 часа при температуре 400°С и 10 часов при 300°С.To solve this problem, a method is proposed for producing wire from the proposed alloy, including casting an ingot at a temperature of at least 830 ° C, which is carried out by a continuous method into an electromagnetic crystallizer of small diameter, ensuring the cooling rate of the metal in the crystallization temperature range of more than 100 deg / s, and before casting the melt is overheated to a temperature of up to 850 ° C with an exposure of 1 hour, and after casting, the ingots are subjected to severe plastic deformation, followed by annealing according to the regime for 2 hours at a temperature of 400 ° C and 10 hours at 300 ° C.

Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит гафний и, по крайней мере, один из следующих элементов: эрбий, иттербий, при следующем соотношении, мас.%:The proposed alloy differs from the prototype in that it additionally contains hafnium and at least one of the following elements: erbium, ytterbium, in the following ratio, wt%:

цирконийzirconium 0,25-0,45,0.25-0.45, гафнийhafnium 0,10-0,25,0.10-0.25, эрбийerbium ≤0,10,≤0.10, иттербийytterbium ≤0,10,≤0.10, титанtitanium ≤0,05,≤0.05, марганецmanganese ≤0,05,≤0.05, хромchromium ≤0,05,≤0.05, железоiron ≤0,30,≤0.30, кремнийsilicon ≤0,20,≤0.20, алюминийaluminum остальное rest

Отливка слитков-заготовок для производства проволоки производится при температуре не менее 830°С непрерывным методом в электромагнитный кристаллизатор малого диаметра, обеспечивающий скорость охлаждения металла в интервале температур кристаллизации больше 100 град/с, причем перед литьем расплав перегревают до температуры до 850°С с выдержкой один час, а после отливки слитки подвергают интенсивной пластической деформации с последующим отжигом по режиму 2 часа при температуре 400°С и 10 часов при 300°С. The casting of ingots-billets for the production of wire is carried out at a temperature of at least 830 ° C by a continuous method into an electromagnetic crystallizer of small diameter, which provides a cooling rate of the metal in the crystallization temperature range of more than 100 deg / s, and before casting, the melt is overheated to a temperature of up to 850 ° C with holding one hour, and after casting, the ingots are subjected to severe plastic deformation, followed by annealing according to the regime of 2 hours at a temperature of 400 ° C and 10 hours at 300 ° C.

При отливке слитков-заготовок из известного сплава АЦр1Е необходимо, чтобы цирконий вошел в твердый раствор, а не выделялся при кристаллизации в виде интерметаллидов Ab3Zr. Для этого необходимо поддерживать высокую скорость охлаждения в интервале температур кристаллизации - выше 5⋅102 град/с. При добавлении к сплавам Al-Zr второго легирующего компонента гафния (эрбия, иттербия) сложный твердый раствор циркония, гафния (эрбия, иттербия) фиксируется при более низких скоростях охлаждения при кристаллизации - достаточно скорости охлаждения - 102 град/с.When casting ingots-billets from the known alloy ACr1E, it is necessary that zirconium enters the solid solution, and does not precipitate during crystallization in the form of Ab 3 Zr intermetallic compounds. For this, it is necessary to maintain a high cooling rate in the crystallization temperature range - above 5⋅10 2 deg / s. When the second alloying component hafnium (erbium, ytterbium) is added to the Al-Zr alloys, a complex solid solution of zirconium, hafnium (erbium, ytterbium) is fixed at lower cooling rates during crystallization - a cooling rate of 10 2 deg / s is sufficient.

Добавка гафния к сплавам Al-Zr меняет их свойства. Коэффициент диффузии гафния в алюминии больше коэффициента диффузии циркония. Поэтому окончательный отжиг проволоки из предлагаемого сплава не требует таких длительных выдержек, как проволоки из сплава АЦр1Е. Распад твердого раствора циркония и гафния происходит в несколько раз быстрее, чем распад твердого раствора циркония в алюминии. Добавки эрбия и (или) иттербия еще больше ускоряют распад твердого раствора и соответственно сокращают длительность отжига.The addition of hafnium to Al-Zr alloys changes their properties. The diffusion coefficient of hafnium in aluminum is greater than the diffusion coefficient of zirconium. Therefore, the final annealing of the wire made from the proposed alloy does not require such long exposures as the wire made from the ATsr1E alloy. The decomposition of a solid solution of zirconium and hafnium occurs several times faster than the decomposition of a solid solution of zirconium in aluminum. The additions of erbium and (or) ytterbium further accelerate the decomposition of the solid solution and, accordingly, reduce the duration of annealing.

Предлагаемый сплав помимо упомянутых технологических преимуществ обладает еще одним важным достоинством - повышенной теплопрочностью. Выделяющиеся при распаде твердого раствора частицы сложных интерметаллидов Al3(Zr1-x Hfx) обеспечивают большую теплопрочность, чем интерметаллиды Al3Zr. При растворении в этих частицах эрбия и (или) иттербия, и образовании сложных по составу и структуре частиц Al3(Zr1-x-y-z, Hfx, Ery, Ybz) теплопрочность возрастает еще больше.The proposed alloy, in addition to the mentioned technological advantages, has another important advantage - increased thermal strength. Particles of complex intermetallic compounds Al 3 (Zr 1-x Hf x ) released during the decomposition of a solid solution provide higher thermal strength than intermetallic compounds Al 3 Zr. Upon dissolution of erbium and (or) ytterbium in these particles, and the formation of Al 3 (Zr 1-xyz , Hf x , Er y , Yb z ) particles of complex composition and structure, the thermal strength increases even more.

Пример осуществления изобретенияAn example of implementation of the invention

Сплавы с разным содержанием Zr и Hf (A10,15Zr0,15Hf, A10,26Zr0,12Hf, A10,35Zr0,046Hf) были приготовлены в индукционной тигельной печи с набивным тиглем и разлиты в чушку весом 18-20 кг с заливкой в чугунные изложницы.Alloys with different contents of Zr and Hf (A10.15Zr0.15Hf, A10.26Zr0.12Hf, A10.35Zr0.046Hf) were prepared in an induction crucible furnace with a rammed crucible and poured into ingots weighing 18-20 kg with pouring into cast iron molds.

Длинномерные слитки Ø12 мм из 3-х сплавов отливали на установке, схематично представленной на фиг. 1, которая содержит плавильную печь 1 (например, индукционную тигельную печь с графито-шамотным проводящим тиглем), магнитогидродинамический (МГД)-перемешиватель 2, устройство 3 дозирования и подачи расплава, электромагнитный кристаллизатор с индуктором 4 и оросителем 5. Для этого в индукционной тигельной печи производили плавление чушек и разогрев до температуры 900°С. Расплав из индукционной тигельной печи переливали в дозирующее устройство 3, представляющее собой систему, состоящую из бетонного тигля, системы электрического прогрева бетонного тигля и системы управления уровнем расплава от лазерного датчика. Формирование слитков диаметром 12 мм происходило в электромагнитном кристаллизаторе при непосредственном охлаждении расплава водой. Температуру расплава, поступающего в электромагнитный кристаллизатор, контролировали с помощью двух термопар, установленных в дозирующем устройстве, погруженных в расплав. Очистку расплава от неметаллических включений не производили.Long ingots Ø12 mm from 3 alloys were cast in the installation shown schematically in Fig. 1, which contains a melting furnace 1 (for example, an induction crucible furnace with a conductive graphite-chamotte crucible), a magnetohydrodynamic (MHD) stirrer 2, a device 3 for dosing and feeding the melt, an electromagnetic crystallizer with an inductor 4 and a sprinkler 5. For this, in an induction crucible the furnaces melted the ingots and heated them to a temperature of 900 ° C. The melt from the induction crucible furnace was poured into a metering device 3, which is a system consisting of a concrete crucible, a system for electric heating of a concrete crucible, and a system for controlling the level of the melt from a laser sensor. Ingots with a diameter of 12 mm were formed in an electromagnetic crystallizer with direct cooling of the melt with water. The temperature of the melt entering the electromagnetic crystallizer was controlled using two thermocouples installed in the metering device, immersed in the melt. The melt was not purified from nonmetallic inclusions.

В плавильной печи 1 осуществлялось плавление чушки, однородность расплава по химическому составу и температуре обеспечивали путем использования МГД-перемешивателя 2. Расплав из плавильной печи 1 поступал в дозирующее устройство 3, где поддерживали заданную температуру и уровень расплава. Из дозирующего устройства 3 расплав поступал в электромагнитный кристаллизатор, в котором бесконтактно с помощью электромагнитного поля индуктора 4 формировалась геометрия слитка. Охлаждающая жидкость из оросителя 5 подавалась на границу раздела жидкой и твердой фаз расплава, что обеспечивало отвод тепла, процесс кристаллизации и формирование слитка 6. Слиток 6 с помощью вытяжного механизма непрерывно отводился из зоны кристаллизации, обеспечивая непрерывность процесса литья, и затем сматывался в бухту.In the melting furnace 1, the ingots were melted, the homogeneity of the melt in chemical composition and temperature was ensured by using the MHD stirrer 2. The melt from the melting furnace 1 was fed to the metering device 3, where the set temperature and level of the melt were maintained. From the metering device 3, the melt entered the electromagnetic crystallizer, in which the ingot geometry was formed contactlessly with the help of the electromagnetic field of the inductor 4. Cooling liquid from the sprinkler 5 was supplied to the interface between the liquid and solid phases of the melt, which provided heat removal, crystallization process and the formation of ingot 6. Ingot 6 was continuously withdrawn from the crystallization zone with the help of an exhaust mechanism, ensuring the continuity of the casting process, and then coiled into a bay.

Было установлено, что для обеспечения вхождения Zr и Hf в твердый раствор и отсутствия интерметаллидов при литье в электромагнитный кристаллизатор длинномерных слитков Ø12 мм сплавов Al-Zr-Hf, температура литья должна быть выше 830°С, а скорость литья - не менее 10 мм/сек.It was found that to ensure the entry of Zr and Hf into the solid solution and the absence of intermetallic compounds when casting long ingots Ø12 mm of Al-Zr-Hf alloys into the electromagnetic mold, the casting temperature should be higher than 830 ° C, and the casting speed should be at least 10 mm / sec.

Слитки Ø12 мм подвергали сначала интенсивной пластической деформации на установке непрерывного прессования «Конформ» до диаметра 2,65 мм, а после этого на однопроходном стане проводилось волочение до диаметра 1,2 мм и затем на многопроходном - до Ø0,5 мм.Ingots Ø12 mm were first subjected to severe plastic deformation on a continuous pressing machine "Conform" to a diameter of 2.65 mm, and then on a single-pass mill, drawing was carried out to a diameter of 1.2 mm, and then on a multi-pass mill - to Ø0.5 mm.

Степень деформации между проходами составляла 16,05-16,76%, суммарная степень деформации между отжигами составила 75,6 и 82,8%.The degree of deformation between passes was 16.05-16.76%, the total degree of deformation between annealing was 75.6 and 82.8%.

С целью восстановления технологической пластичности нагартованной проволоки был проведен промежуточный отжиг для прохождения процессов полигонизации и рекристаллизации по режиму 410±10°С в течение 1 час. При назначении промежуточного отжига исходили из того, что он не должен приводить к сильному распаду твердого раствора циркония и гафния в алюминии, образовавшегося при электромагнитном литье заготовки, кроме того, совсем недопустима коагуляция продуктов распада вторичных частиц Al3(Zr, Hf).In order to restore the technological plasticity of the work-hardened wire, an intermediate annealing was carried out for the passage of polygonization and recrystallization processes according to the mode 410 ± 10 ° C for 1 hour. When assigning intermediate annealing, it was assumed that it should not lead to a strong decomposition of the solid solution of zirconium and hafnium in aluminum, formed during the electromagnetic casting of the workpiece; in addition, coagulation of the decomposition products of secondary particles of Al 3 (Zr, Hf) is completely unacceptable.

Окончательный отжиг проволоки обеспечивает высокие служебные свойства - достаточную прочность, необходимую пластичность, низкое электросопротивление и высокую термическую стабильность (испытания на термостойкость проводили согласно ГОСТ Р МЭК 62004-2014).The final annealing of the wire provides high service properties - sufficient strength, the required plasticity, low electrical resistance and high thermal stability (heat resistance tests were carried out in accordance with GOST R IEC 62004-2014).

Для получения таких свойств необходимо иметь проволоку с нерекристаллизованной (полигонизованной) структурой и с оптимальным распадом твердого раствора циркония и гафния в алюминии. Под оптимальным распадом понимается глубокий распад, с малой остаточной концентрацией циркония и гафния в твердом растворе и с наличием дисперсных, не скоагулированных частиц Al3(Zr, Hf) с высокой плотностью их распределения в единице объема алюминиевой матрицы.To obtain such properties, it is necessary to have a wire with a non-recrystallized (polygonized) structure and with an optimal decomposition of a solid solution of zirconium and hafnium in aluminum. Optimal decomposition is understood as deep decomposition, with a low residual concentration of zirconium and hafnium in a solid solution and with the presence of dispersed, non-coagulated Al 3 (Zr, Hf) particles with a high density of their distribution per unit volume of the aluminum matrix.

Такую структуру и, соответственно, необходимые свойства можно получить при использовании длительного низкотемпературного режима отжига, желательно со второй еще более низкотемпературной ступенью. Вторая ступень необходима для более сильного обеднения твердого раствора цирконием и гафнием для снижения электросопротивления.Such a structure and, accordingly, the necessary properties can be obtained by using a long low-temperature annealing regime, preferably with a second even lower-temperature stage. The second stage is necessary for a stronger depletion of the solid solution with zirconium and hafnium to reduce the electrical resistance.

Наиболее оптимальный уровень механических свойств был получен на проволоке сплава A10,15Zr0,15Hf, отожженной по режиму при 400°С 2 часа + при 300°С 10 часов, σв=159МПа при относительном удлинении 12% и удельном электросопротивлении 0,02956 Ом⋅мм2/м.The optimal level of mechanical properties was obtained at A10,15Zr0,15Hf alloy wire annealed at regime 400 ° C at 2 hours + 300 ° C at 10 hours, σ in = 159MPa at 12% elongation and resistivity 0.02956 Om⋅ mm 2 / m.

При этом необходимо отметить, что проволока из разработанного сплава A10,15Zr0,15Hf не потребовала таких длительных выдержек при проведении окончательного отжига, как из известного алюминий-циркониевого сплава АЦр1Е.It should be noted that the wire made from the developed alloy A10.15Zr0.15Hf did not require such long holding times during the final annealing as from the well-known aluminum-zirconium alloy АЦр1Е.

Первая ступень отжига при 400°С в течение 2 часов обеспечила прочность и пластичность у сплавов Al-Zr-Hf за счет образования дисперсных наночастиц алюминидов Al3(Zr1-x Hfx), равномерно распределенных по объему деформированной алюминиевой матрицы и тормозящих прохождение рекристаллизации, которая может полностью снять нагартовку. Ведь основная задача заключалась в получении проволоки с термически стабильной нагартованной (деформированной) структурой, которая могла бы выдержать длительные нагревы до 250°С.The first stage of annealing at 400 ° C for 2 hours provided strength and plasticity in Al-Zr-Hf alloys due to the formation of dispersed nanoparticles of Al 3 aluminides (Zr 1-x Hf x ), uniformly distributed over the volume of the deformed aluminum matrix and inhibiting the passage of recrystallization which can completely remove the autofrettage. After all, the main task was to obtain a wire with a thermally stable cold-worked (deformed) structure that could withstand prolonged heating up to 250 ° C.

Вторая низкотемпературная ступень 300°С в течение 10 часов должна была обеспечить снижение удельного электросопротивления.The second low-temperature stage of 300 ° C for 10 hours was supposed to provide a decrease in electrical resistivity.

Несколько более низкие значения прочностных характеристик были получены на проволоке из сплава A10,26Zr0,12Hf (см. таблицу).Slightly lower values of strength characteristics were obtained on wire made of alloy A10.26Zr0.12Hf (see table).

Figure 00000001
Figure 00000001

Самые низкие значения прочностных свойств были у сплава A10,35Zr0,046Hf, с наиболее высоким содержанием циркония (0,35%) и низким гафнием (0,046%). Этот установленный факт позволил сделать вывод, что гафний повышает прочностные свойства алюминий-циркониевых сплавов. В таблице представлены фактические значения электросопротивления и механических свойств известного и предлагаемого сплавов. Испытания на термостойкость проводили в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62004-2014. Готовую проволоку из предлагаемого сплава подвергали нагреву до 310°С и выдерживали при этой температуре в течение 400 часов.The lowest values of strength properties were in the A10.35Zr0.046Hf alloy, with the highest zirconium content (0.35%) and low hafnium (0.046%). This established fact made it possible to conclude that hafnium increases the strength properties of aluminum-zirconium alloys. The table shows the actual values of the electrical resistance and mechanical properties of the known and proposed alloys. Heat resistance tests were carried out in accordance with GOST R IEC 62004-2014. The finished wire from the proposed alloy was heated to 310 ° C and kept at this temperature for 400 hours.

Из таблицы видно, что предлагаемый сплав A10,15Zr0,15Hf по сравнению с известным АЦр1Е имеет более высокие прочностные свойства при удельном электросопротивлении 0,0295 Ом⋅мм2/м. Такое сочетание оптимальных механических и электрических свойств было достигнуто на проволоке Ø0,5 мм из сплавов AlZrHf при отжиге в течение 12 часов, вместо 100 часов на AlZr-сплаве, что говорит о значительном повышении производительности.The table shows that the proposed alloy A10.15Zr0.15Hf in comparison with the known ATSr1E has higher strength properties with a specific electrical resistance of 0.0295 Ohm⋅mm 2 / m. This combination of optimal mechanical and electrical properties was achieved with Ø0.5 mm AlZrHf alloy wire when annealed for 12 hours, instead of 100 hours for AlZr alloy, which indicates a significant increase in productivity.

Claims (5)

1. Сплав на основе алюминия, содержащий цирконий, марганец, хром, железо, титан, кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гафний и, по крайней мере, один из следующих элементов эрбий, иттербий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Alloy based on aluminum containing zirconium, manganese, chromium, iron, titanium, silicon, characterized in that it additionally contains hafnium and at least one of the following elements erbium, ytterbium, in the following ratio of components, wt.% : цирконийzirconium 0,25-0,450.25-0.45 гафнийhafnium 0,10-0,250.10-0.25 эрбийerbium ≤0,10≤0.10
и/илиand / or иттербийytterbium ≤0,1≤0.1 титанtitanium ≤0,05≤0.05 марганецmanganese ≤0,05≤0.05 хромchromium ≤0,05≤0.05 железоiron ≤0,30≤0.30 кремнийsilicon ≤0,20≤0.20 алюминийaluminum остальноеrest
2. Способ получения проволоки из сплава на основе алюминия по п. 1, по которому осуществляют отливку слитков-заготовок непрерывным методом в электромагнитный кристаллизатор малого диаметра при температуре не ниже 830°С с обеспечением скорости охлаждения расплава в интервале температур кристаллизации более 100 град/с, причем перед литьем расплав перегревают до температуры 850°С с выдержкой один час, а после отливки слитки подвергают интенсивной пластической деформации с последующим отжигом при температуре 400°С в течение 2 часов, а затем при 300°С в течение 10 часов.2. A method of producing wire from an aluminum-based alloy according to claim 1, according to which the casting of ingots-billets is carried out by a continuous method into an electromagnetic crystallizer of small diameter at a temperature not lower than 830 ° C, ensuring the cooling rate of the melt in the crystallization temperature range of more than 100 deg / s , and before casting, the melt is overheated to a temperature of 850 ° C with a holding time of one hour, and after casting, the ingots are subjected to severe plastic deformation, followed by annealing at a temperature of 400 ° C for 2 hours, and then at 300 ° C for 10 hours.
RU2021102709A 2021-02-04 2021-02-04 Alloy based on aluminum for production of wire and method for obtaining it RU2753537C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102709A RU2753537C1 (en) 2021-02-04 2021-02-04 Alloy based on aluminum for production of wire and method for obtaining it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102709A RU2753537C1 (en) 2021-02-04 2021-02-04 Alloy based on aluminum for production of wire and method for obtaining it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753537C1 true RU2753537C1 (en) 2021-08-17

Family

ID=77349025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021102709A RU2753537C1 (en) 2021-02-04 2021-02-04 Alloy based on aluminum for production of wire and method for obtaining it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753537C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453626C2 (en) * 2010-08-05 2012-06-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method for producing deformed billet from aluminium alloy of system aluminium-magnesium - manganese - scandium - zirconium
RU2590403C1 (en) * 2015-03-03 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Завод алюминиевых сплавов" Aluminium-based alloy, and method for production of deformed semi-finished products thereof
EP3456853A1 (en) * 2017-09-13 2019-03-20 Univerza v Mariboru Fakulteta za strojnistvo Manufacturing of high strength and heat resistant aluminium alloys strengthened by dual precipitates
EA034631B1 (en) * 2017-11-23 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Heat resistant ultrafine-grain aluminium conductor alloy and method of production thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453626C2 (en) * 2010-08-05 2012-06-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method for producing deformed billet from aluminium alloy of system aluminium-magnesium - manganese - scandium - zirconium
RU2590403C1 (en) * 2015-03-03 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Завод алюминиевых сплавов" Aluminium-based alloy, and method for production of deformed semi-finished products thereof
EP3456853A1 (en) * 2017-09-13 2019-03-20 Univerza v Mariboru Fakulteta za strojnistvo Manufacturing of high strength and heat resistant aluminium alloys strengthened by dual precipitates
EA034631B1 (en) * 2017-11-23 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Heat resistant ultrafine-grain aluminium conductor alloy and method of production thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Прохоров А.Ю. и др. Особенности технологии плавки и литья слитков проводниковыхалюминиево-циркониевых сплавов в промышленных условиях. Литейщик России, 2010, N4, с. 30-34. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021018203A1 (en) Copper-iron alloy slab non-vacuum down-drawing continuous casting production process
CN107008873B (en) Method and device for preparing multi-mode electromagnetic field homogenized metal continuous casting billet
EP1649950A2 (en) Method for manufacturing copper alloys
CN112430767B (en) Large-size hollow ingot casting and ingot casting method
JP6126235B2 (en) Semi-finished product obtained by deforming heat-resistant aluminum base alloy and method for producing the same
CN113444890B (en) Feeding production method of high-quality large-tonnage electroslag ingot
JP2016505713A5 (en)
US3928028A (en) Grain refinement of copper alloys by phosphide inoculation
CN1995419A (en) Method of making ultrafine crystal deformed aluminium alloy
US9783871B2 (en) Method of producing aluminium alloys containing lithium
RU2753537C1 (en) Alloy based on aluminum for production of wire and method for obtaining it
CN111471905B (en) Al-Zn-Mg-Sc aluminum alloy wire for 3D printing and preparation method thereof
US3354935A (en) Manufacture of light-metal castings
RU2305022C1 (en) Method for producing foil blank of aluminum-iron-silicon alloy
JP2011063884A (en) Heat-resistant aluminum alloy wire
RU2111826C1 (en) Process of casting of aluminium alloys, aluminum alloy and process of manufacture of intermediate articles from it
CN109047685A (en) A method of preparing steel ingot
JP5283522B2 (en) Temperature-sensitive material and method for manufacturing the same, thermal fuse, circuit protection element
US2976192A (en) Process for improving the quality of copper-zirconium alloy castings
US3290742A (en) Grain refining process
RU2719051C1 (en) Method of semi-finished products production from heat-resistant alloy h25n45v30
JP2003340553A (en) Continuous casting method for magnesium alloy sheet
RU2762956C1 (en) Method for manufacturing cast billets from antifriction bronze
Jones et al. Microstructural Evolution in Intensively Melt Sheared Direct Chill Cast Al-Alloys
RU2778039C1 (en) Method for modifying the structure of cast blanks from antifriction bronze for diffusion welding with steel (options)