RU2785402C1 - Жаропрочные литейные и деформируемые алюминиевые сплавы на основе систем Al-Cu-Yb и Al-Cu-Gd (варианты) - Google Patents
Жаропрочные литейные и деформируемые алюминиевые сплавы на основе систем Al-Cu-Yb и Al-Cu-Gd (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785402C1 RU2785402C1 RU2022115770A RU2022115770A RU2785402C1 RU 2785402 C1 RU2785402 C1 RU 2785402C1 RU 2022115770 A RU2022115770 A RU 2022115770A RU 2022115770 A RU2022115770 A RU 2022115770A RU 2785402 C1 RU2785402 C1 RU 2785402C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- copper
- aluminum
- heat
- casting
- Prior art date
Links
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 65
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N Gadolinium Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 20
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 15
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 9
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 5
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018131 Al-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018461 Al—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018580 Al—Zr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017818 Cu—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036191 S Phase Effects 0.000 description 1
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к плавке и литью сплавов цветных металлов, и предназначено для изготовления жаропрочных литейных и деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической и деформационной обработкой. Жаропрочный литейный и деформируемый алюминиевый сплав содержит, мас.%: медь 4-4,5, иттербий 2,7-3,0 или гадолиний 2,5-2,7, марганец 0,7-0,8, цирконий 0,25-0,3, титан 0,1-0,15, бор 0,02-0,03, магний 0,9-1,1, остальное - алюминий, при этом в сплаве отношение содержания в мас.% меди к иттербию составляет 1,5 или отношение содержания, мас.%, меди к гадолинию составляет 1,64, причем структура сплава состоит из сложнолегированного твердого раствора и интерметаллидных частиц размером до 2 мкм. Изобретение направлено на повышение уровня литейных свойств алюминиевых сплавов систем Al-Cu-Yb и Al-Cu-Gd, прочности при комнатной и повышенных температурах, особенно предела текучести при растяжении при температурах 200-250°С и длительной прочности при 250°С. 2 н. п. ф-лы, 4 пр., 4 табл., 8 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к плавке и литью сплавов цветных металлов, и предназначено для изготовления жаропрочных литейных и деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической и деформационной обработкой.
Известны промышленные алюминиевые сплавы систем Al-Cu и Al-Cu-Mg, которые отличаются достаточно высокой прочностью. Например, литейный сплав АМ5 (ГОСТ 1583-93) имеет предел прочности 314-333 МПа, относительное удлинение 2-8%, твердость 70-90 НВ и показатель горячеломкости по карандашной пробе более 16 мм. Деформируемый сплав Д16 в нагартованном и отожженном состоянии в виде листов (ГОСТ 21631-76) имеет предел текучести 230-360 МПа, предел прочности 365-475 МПа, относительное удлинение 8-13%, а в виде прутков (ГОСТ Р-51834-2001) - предел текучести 325-345 МПа, предел прочности 450-470 МПа, относительное удлинение 8-10%. Рекристаллизованные прутки (ГОСТ Р-51834-2001) имеют предел текучести 265МПа, предел прочности 410 МПа при относительном удлинении 12%). Деформируемый сплав АК4-1 с повышенной жаропрочностью (ГОСТ Р-51834-2001) в виде прутков имеет предел текучести 335 МПа, предел прочности 390 МПа при относительном удлинении 6%.
Недостатками описанных выше сплавов являются наихудшая среди всех алюминиевых сплавов технологичность при литье и недостаточно высокая прочность при повышенных температурах.
Известен литейный сплав на основе алюминия (WO 2011023059 А1, опубл. 03.03.2011), содержащий в мас. %: Cu 1,0-10,0; Μn 0,05-1,5; Cd 0,01-0,5; Ti 0,01-0,5; В 0,01-0,2 или С 0,0001-0,15; Zr 0,01-1,0; R 0,001-3 или (R1+R2) 0,001-3; RE 0,05-5 и остальное алюминий, где R, R1 и R2 - Be, Со, Cr, Li, Mo, Nb, Ni, W.
Недостатками данного изобретения являются наличие в составе сплава вредного кадмия и высокое содержание добавок переходных и редкоземельных металлов, что сильно влияет на уровень механических свойств.
Известен деформируемый сплав на основе алюминия (СА 2493401 С, опубл. 04.03.2004) содержащий в мас. %: Cu 3,6-4,9; Mg: 1,0-1,8; Mn≤0,50 (предпочтительнее менее 0,30); Si 0,10-0,40; Zr≤0,15; Cr≤0,15; Fe≤0,10, отличающийся повышенными характеристиками усталостной прочности.
Недостатком сплава является не высокий предел текучести 310-325 МПа.
Известен алюминиевый деформируемый сплав (CN 101597710 А, опубл. 09.12.2009) содержащий в мас. %: Mg 1,3-1,5; Cu 3,5-4,05; Si≤0,l; Fe≤0,l; Μn 0,5-0,7; Cr≤0,1; Ti≤0,15; Zr 0,1-0,15.
Недостатками изобретения является низкое содержание примесей железа и кремния, что затрудняет использование вторичного сырья и невысокий предел текучести 320-350 МПа.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению являются сплавы (RU 2749073, опубл. 03.06.2021), содержащие в мас. %: Cu 4,0-6,5; Υ 1,6-2,3; Μn 0,6-0,9; Zr 0,2-0,3; Ti 0,1-0,15; В 0,02-0,03; Mg 0,8-1,1; Fe+Si не более 0,3; Αl - остальное; или Cu 4,0-6,5; Er 2,7-4,05 Μn 0,6-0,9; Zr 0,2-0,3; Ti 0,1-0,15; В 0,02-0,03; Mg 0,8-1,1; Fe+Si не более 0,3; Αl - остальное.
Недостатком данных сплавов является высокое содержание тяжелого эрбия, и в целом легирующих элементов, образующих частицы фаз кристаллизационного происхождения.
Задачей данного изобретения является получение литейных и деформируемых алюминиевых сплавов, обладающих повышенной жаропрочностью, технологичностью при литье и хорошей прочностью и пластичностью.
Техническим результатом предлагаемого изобретения являются новые литейные и деформируемые алюминиевые сплавы на основе систем Al-Cu-Yb и Al-Cu-Gd с хорошим уровнем литейных свойств, высоким уровнем прочности при комнатной и повышенных температурах, особенно предела текучести при растяжении и сжатии при температурах 200-250°С.
Указанный технический результат достигается в первом варианте изобретения за счет того, что жаропрочный литейный или деформируемый алюминиевый сплав содержит следующие легирующие элементы: медь, иттербий, марганец, цирконий, титан, бор, магний при следующем компонентом составе, масс. %:
- медь - 4-4,5;
- иттербий - 2,7-3,0;
- марганец - 0,7-0,8;
- цирконий - 0,25-0,3;
- титан - 0,1-0,15;
- бор - 0,02-0,03;
- магний - 0,9-1,1,
- алюминий - остальное,
при этом в сплаве отношение содержания (масс. %) меди к иттрию составляет 1,5, структура сплава состоит из сложнолегированного твердого раствора и интерметаллидных частиц размером до 2 мкм.
Указанный технический результат достигается во втором варианте изобретения за счет того, что жаропрочный литейный или деформируемый алюминиевый сплав содержит следующие легирующие элементы: медь, эрбий, марганец, цирконий, титан, бор, магний при следующем компонентом составе, масс. %:
- медь - 4-4,5;
- гадолиний - 2,5-2,7;
- марганец - 0,7-0,8;
- цирконий - 0,25-0,3;
- титан - 0,1-0,15;
- бор - 0,02-0,03;
- магний - 0,9-1,1;
- алюминий - остальное,
при этом в сплаве отношение содержания (масс. %) меди к эрбию составляет 1,64, структура сплава состоит из сложнолегированного твердого раствора и интерметаллидных частиц размером до 2 мкм.
В данном случае при содержании меди 4-4,5%, иттербия 2,7-3,0%) или гадолиния 2,5-2,7% и указанном их соотношении сплавы имеют узкий интервал кристаллизации и высокую температуру солидуса, а образующиеся интерметаллиды кристаллизационного происхождения типа Al8Cu4Yb и Al8Cu4Gd имеют малый размер и высокую термическую стабильность. Сплав может быть выплавлен на алюминии марки А7, то есть концентрация примесей железа и кремния не превышает 0,15 масс. % каждого и в сумме менее 0,3 масс. %. Сплав дополнительно легирован марганцем, цирконием, титаном, бором, магнием. Марганец и цирконий в количествах 0,7-0,8% и 0,25-0,3% соответственно вводят для упрочнения за счет образования дисперсоидов фаз Al20Cu2Mn3 и A3(Zr, Yb) или A3(Zr, Gd) в процессе гомогенизационного отжига перед закалкой. Малые добавки титана 0,1-0,15%) и бора 0,02-0,03%) вводят для модифицирования зеренной структуры слитков. Магний в количестве 0,9-1,1% вводят для повышения эффекта старения после закалки за счет метастабильных выделений фазы S (Al2CuMg).
Изобретение поясняется чертежом, где: на фиг. 1 представлена зеренная структура первого сплава, содержащего иттербий Yb, (световой микроскоп), на фиг. 2 представлены различные микроструктуры первого сплава (растровый электронный микроскоп), на фиг. 3 представлены зависимости твердости от времени старения первого сплава при различных температурах, на фиг. 4 представлены зависимости твердости от времени отжига деформированного первого сплава при различных температурах и зеренная структура после отжига деформированного листа, - на фиг. 5 представлена зеренная структура второго сплава, содержащего гадолиний Gd (световой микроскоп), на фиг. 6 представлены различные микроструктуры второго сплава (растровый электронный микроскоп), - на фиг. 7 представлены зависимости твердости от времени старения второго сплава при различных температурах, - на фиг. 8 представлены зависимости твердости от времени отжига деформированного второго сплава при различных температурах турах и зеренная структура после отжига деформированного листа
На фиг. 1 показана зеренная структура 1 первого сплава; на фиг. 2 показана литая микроструктура 2 и микроструктура 3 после гомогенизации перед закалкой 555°С в течение 3 часов первого сплава; на фиг. 3 представлены зависимости 4, 5, 6 твердости от времени старения первого сплава при 150, 180 и 210°С соответственно; на фиг. 4 представлены зависимости 7, 8, 9 твердости от времени отжига деформированного первого сплава при 150, 180 и 210°С соответственно и зеренная структура 10 после отжига деформированного листа при 555°С в течение 15 минут; на фиг. 5 показана зеренная структура 11 второго сплава; на фиг. 6 показана литая микроструктура 12 и микроструктура 13 после гомогенизации перед закалкой 565°С в течение 3 часов второго сплава; на фиг. 7 представлены зависимости 14, 15 16 твердости от времени старения второго сплава при 150, 180 и 210°С соответственно; на фиг. 8 представлены зависимости 17, 18, 19 твердости от времени отжига деформированного второго сплава при 150, 180 и 210°С соответственно и зеренная структура 20 после отжига деформированного листа при 565°С в течение 15 минут.
Осуществление изобретения состоит в следующем. Предложенный сплав получают по следующей технологии: в расплав алюминия марки А7 (либо более чистый) при температуре 850°С вводятся последовательно легирующие элементы в виде лигатур Al-Cu, Al-Mn, Al-Gd, Al-Yb, Al-Zr, Al-Ti-B и чистый магний. После введения легирующих элементов расплав перемешивают и заливают с температуры 850°С в медную водоохлаждаемую изложницу, графитовую изложницу или стальной кокиль для получения заготовок для испытаний на растяжение при комнатной и повышенной температурах.
Гомогенизационный отжиг проводят при температуре 555-565°С в течение 3 часов с последующей закалкой в воде. Далее для литейного сплава следует операция старения при температуре 210°С в течение 3 часов. Для деформируемого сплава проводится обработка давлением и последующий отжиг. Обработка давление включает горячую прокатку при температурах 530-540°С (степень обжатия до 80%) и последующую холодную прокатку (общая степень обжатия до 95%). Отжиг после прокатки проводят по двум режимам: нагартованное состояние - отжиг 150-210°С в течение 0.5-2 часов; мягкое состояние - отжиг 555-565°С в течение 5-15 минут с закалкой в воду и старение при температуре 210°С в течение 3 часов.
Исследование структуры сплавов проводят с использованием световой микроскопии и растровой электронной микроскопии. Оценку механических свойств проводили по результатам измерения твердости методом Виккерса (HV) и испытаний на одноосное растяжение при комнатной и повышенной температурах, длительную прочность. Показатель горячеломкости определяли по карандашной пробе, путем трех заливок в стальной разъемный кокиль.
Пример 1.
Сплав состава Al-4,2%Cu-2,8%Yb-0,8%Mn-0,3%Zr-0,15%Ti-0,15%Fe-0,15%Si-1%Mg (первый сплав) был получен следующим образом. Для выплавки использовали чистые металлы: алюминий и магний и лигатуры Al-53,5%Cu, Al-10%Mn, Al-10%Yb, Al-5%Zr, Al-5%Ti-1%B. Плавку вели в графито-шамотных тиглях в печи сопротивления фирмы «Nabertherm». Разливку осуществляли при температуре 850°С.
На Фиг. 1 представлена зеренная структура 1 первого сплава. Размер зерна слитка находится в интервале 20-100 мкм. Микроструктура первого сплава приведена на Фиг. 2. В литой микроструктуре 2 первого сплава присутствуют алюминиевый твердый раствор и дисперсная эвтектика с толщиной интерметаллидной фазы 200-1000 нм. В микроструктуре 3 после гомогенизации перед закалкой при температуре 555°С в течение 3 часов растворяется неравновесный избыток фаз кристаллизационного происхождения, а интерметаллидные фазы фрагментируются и увеличиваются в размере до 1-2 мкм. Внутри алюминиевой матрицы отмечены образования фаз размером менее 100 нм. После закалки сплав состарен при 150-210°С. Твердость резко возрастает после 0,5 часа старения, а затем плавно достигает максимума, максимальная твердость в 138 HV получена после 3 часов старения при 210°С, что иллюстрируют зависимости 4, 5, 6 твердости от времени старения при 150, 180 и 210°С соответственно.
Результаты испытаний на одноосное растяжение при комнатной и повышенной температурах и длительную прочность представлены в таблице 1.
Предел длительной 100-часовой прочности при 250°С составляет 111 МПа.
Показатель горячеломкости по карандашной пробе составляет 12-14 мм.
Пример 2.
Первый сплав, представленный в примере 1, после гомогенизации при 555°С в течение 3 часов был прокатан при температуре 530°С с толщины 20 мм до толщины 6 мм, а затем до толщины 1 мм при комнатной температуре.
После прокатки сплав отжигали при температурах 150-210°С. В процессе отжига при 150-180°С происходит увеличение твердости за счет старения, которое перекрывает разупрочнение связанное с полигонизацией. В результате твердость сплава составляет 120-152 HV, что иллюстрируют зависимости 7, 8, 9 твердости от времени отжига. Отжиг сплава при 555°С в течение 15 мин приводит к рекристаллизации и размер зерна составляет 5-15 мкм, что соответствует зеренной структуре 10.
Результаты испытаний на одноосное растяжение отожженных листов сплава при комнатной температуре представлены в таблице 4.
Пример 3.
Сплав состава Al-4,5%Cu-2,7%Gd-0,7%Mn-0,3%Zr-0,15%Ti-0,15%Fe-0,15%Si-1,1%Mg (второй сплав) был получен следующим образом. Для выплавки использовали чистые металлы: алюминий и магний и лигатуры Al-53,5%Cu, Al-10%Mn, Al-10%Gd, Al-5%Zr, Al-5%Ti-1%B. Плавку вели в графито-шамотных тиглях в печи сопротивления фирмы «Nabertherm». Разливку осуществляли при температуре 850°С.
На Фиг. 5 представлена зеренная структура 11 второго сплава. Размер зерна слитка находится в интервале 20-100 мкм. Микроструктура сплава приведена ни Фиг. 6. В литой микроструктуре 12 присутствуют алюминиевый твердый раствор и дисперсная эвтектика с толщиной интерметаллидной фазы 200-1000 нм. В микроструктуре 13 после гомогенизации перед закалкой при температуре 565°С в течение 3 часов растворяется неравновесный избыток фаз кристаллизационного происхождения, а интерметаллидные фазы фрагментируются и увеличиваются в размере до 1-2 мкм. Внутри алюминиевой матрицы отмечены образования фаз размером менее 100 нм. После закалки сплав состарен при 150-210°С. Твердость резко возрастает после 0,5 часа старения, а затем плавно достигает максимума, максимальная твердость в 135 HV получена после 3 часов старения при 210°С, что иллюстрируют зависимости 14, 15, 16 твердости от времени старения при 150, 180 и 210°С соответственно.
Результаты испытаний на одноосное растяжение при комнатной и повышенной температурах и длительную прочность представлены в таблице 3.
Предел длительной 100-часовой прочности при 250°С составляет 113 МПа.
Показатель горячеломкости по карандашной пробе составляет 12-14 мм.
Пример 4.
Второй сплав, представленный в примере 3, после гомогенизации при 565°С в течение 3 часов был прокатан при температуре 540°С с толщины 20 мм до толщины 6 мм, а затем до толщины 1 мм при комнатной температуре.
После прокатки сплав отжигали при температурах 150-210°С. В процессе отжига при 150-180°С происходит увеличение твердости за счет старения, которое перекрывает разупрочнение связанное с полигонизацией. В результате твердость сплава составляет 110-150 HV, что иллюстрируют зависимости 17, 18, 19 твердости от времени отжига. Отжиг сплава при 565°С в течение 15 мин приводит к рекристаллизации и размер зерна составляет 5-15 мкм, что соответствует зеренной структуре 20.
Результаты испытаний на одноосное растяжение отожженных листов сплава при комнатной температуре представлены в таблице 4.
Claims (6)
1. Жаропрочный литейный и деформируемый алюминиевый сплав, содержащий легирующие элементы, отличающийся тем, что легирующие элементы сплава состоят из меди, иттербия, марганца, циркония, титана, бора, магния при следующем компонентом составе, мас.%:
при этом в сплаве отношение содержания, мас.%, меди к иттербию составляет 1,5, структура сплава состоит из сложнолегированного твердого раствора и интерметаллидных частиц размером до 2 мкм.
2. Жаропрочный литейный и деформируемый алюминиевый сплав, содержащий легирующие элементы, отличающийся тем, что легирующие элементы сплава состоят из меди, гадолиния, марганца, циркония, титана, бора, магния при следующем компонентом составе, мас.%:
при этом в сплаве отношение содержания, мас.%, меди к гадолинию составляет 1,64, структура сплава состоит из сложнолегированного твердого раствора и интерметаллидных частиц размером до 2 мкм.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2785402C1 true RU2785402C1 (ru) | 2022-12-07 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2379366C2 (ru) * | 2004-07-15 | 2010-01-20 | Алкоа Инк. | Сплавы серии 2000 с улучшенными характеристиками стойкости к повреждениям для авиационно-космического применения |
| RU2477331C2 (ru) * | 2003-06-06 | 2013-03-10 | Корус Алюминиум Вальцпродукте Гмбх | Изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности |
| CN102021422B (zh) * | 2009-09-18 | 2013-10-02 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | Sc-Cr-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 |
| CN102021378B (zh) * | 2009-09-09 | 2015-12-09 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | Cr-Li-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 |
| RU2749073C1 (ru) * | 2020-10-30 | 2021-06-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Жаропрочные литейные и деформируемые алюминиевые сплавы на основе систем Al-Cu-Y и Al-Cu-Er (варианты) |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477331C2 (ru) * | 2003-06-06 | 2013-03-10 | Корус Алюминиум Вальцпродукте Гмбх | Изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности |
| RU2379366C2 (ru) * | 2004-07-15 | 2010-01-20 | Алкоа Инк. | Сплавы серии 2000 с улучшенными характеристиками стойкости к повреждениям для авиационно-космического применения |
| CN102021378B (zh) * | 2009-09-09 | 2015-12-09 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | Cr-Li-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 |
| CN102021422B (zh) * | 2009-09-18 | 2013-10-02 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | Sc-Cr-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 |
| RU2749073C1 (ru) * | 2020-10-30 | 2021-06-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Жаропрочные литейные и деформируемые алюминиевые сплавы на основе систем Al-Cu-Y и Al-Cu-Er (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6918972B2 (en) | Ni-base alloy, heat-resistant spring made of the alloy, and process for producing the spring | |
| US4073667A (en) | Processing for improved stress relaxation resistance in copper alloys exhibiting spinodal decomposition | |
| JP4187018B2 (ja) | 耐リラクセーション特性に優れた鋳造アルミニウム合金とその熱処理方法 | |
| RU2180930C1 (ru) | Сплав на основе алюминия и способ изготовления полуфабрикатов из этого сплава | |
| CN110592444B (zh) | 一种700-720MPa强度耐热高抗晶间腐蚀铝合金及其制备方法 | |
| US20040191111A1 (en) | Er strengthening aluminum alloy | |
| AU2001282045A1 (en) | Aluminium-based alloy and method of fabrication of semiproducts thereof | |
| JP4800864B2 (ja) | コンプレッサ | |
| Amer et al. | Effect of Mn on the phase composition and properties of Al–Cu–Y–Zr alloy | |
| JPS63286557A (ja) | Ａｌ基合金から物品を製造する方法 | |
| JP2013142168A (ja) | 耐クリープ特性に優れたアルミニウム合金 | |
| US11713500B2 (en) | Advanced cast aluminum alloys for automotive engine application with superior high-temperature properties | |
| JP2007070686A (ja) | 良加工性マグネシウム合金及びその製造方法 | |
| JPH1112674A (ja) | 内燃機関ピストン用アルミニウム合金およびアルミニウム合金製ピストン | |
| RU2749073C1 (ru) | Жаропрочные литейные и деформируемые алюминиевые сплавы на основе систем Al-Cu-Y и Al-Cu-Er (варианты) | |
| RU2558806C1 (ru) | Жаропрочный сплав на основе алюминия | |
| RU2785402C1 (ru) | Жаропрочные литейные и деформируемые алюминиевые сплавы на основе систем Al-Cu-Yb и Al-Cu-Gd (варианты) | |
| JP2007070672A (ja) | 疲労特性に優れたアルミニウム合金厚板の製造方法 | |
| KR20210036290A (ko) | 베이퍼 챔버용 티타늄 구리 합금판 및 베이퍼 챔버 | |
| RU2741874C1 (ru) | Литейный алюминиево-кальциевый сплав на основе вторичного сырья | |
| CN111118358B (zh) | 一种含Er的可铸造的变形Al-Cu合金 | |
| RU2699422C1 (ru) | Деформируемый алюминиево-кальциевый сплав | |
| JP7126915B2 (ja) | アルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
| JPH10259464A (ja) | 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法 | |
| KR100840385B1 (ko) | 내열성 알루미늄 합금 |