SU1094377A1

SU1094377A1 - Литейный сплав на основе алюмини

Info

Publication number: SU1094377A1
Application number: SU823555165A
Authority: SU
Inventors: Б.И. Емлин; А.В. Венцковский; А.Н. Морозов; С.А. Артеменко; Б.О. Вайсман; А.Ф. Караченцев; Н.А. Хавалиц; В.П. Сорочкин
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1982-12-13
Publication date: 1990-08-15
Also published as: BG51113A1

Abstract

ЛИТЕЙННЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий кремний, медь, . никель, магний, марганец, цирконий, железо, титан, цинк и ванадий,о-тличающий с тем, что, с целью снижени коэффициента термического расширени и повышени механических свойств при комнатной и повышенных температурах, он дополнительно содержит хром и молибден при следующем соотношении компонентов , мас.%: 10-13 Кремний 0,8-1,8 Медь 0,3-1,3 Никель 0,8-1,3 Магний 0,01-0,6 Марганец 0,02-0,2 Цирконий 0,4-0,9 Железо 0,05-0,4 Титан 0,1-0,9 Цинк с 9 0,02-0,4 Хром 0,02-0,2 Ванадий (Л 0,01-0,15 Молибден Остальное. Алюминий

Description

Изобретение относитс к цветной металлургии, литейных сплавов на основе алюмини , используемых дл изготовлени деталей, работающих -при высоких температурах, и поршней двигателей внутреннего сгорани .

Известен литейный сплав на основе алюмини , содержащий, мас.%:..

„Кремний 11,0-13,0 Медь 0,8-1,5

Никель 0,8-1,3

Магний 0,8-1,3

Алюминий Основа

Примеси не более:

Железо 0,7 ,

СО 4

Цинк0,2

: Марганец. 0,2

оо

Титан0,01 Механические свойства сплава еле дующие.

Предел прочности, кгс/см при температуре:

I 20 С20-25

150 С18-23

250 С10-15

Твердость(НВ) при:

20 С90-110 ,

150 С70-90

250 С35-40 КоэфЛициент термического расширени (20-200°С).- 10 -град -20,5 21.5. Увеличение мощности двигателей внутреннего сгорани приводит к бы , рому износу и выходу из стро порш ней, изготовленных из сплава приведенного состава. Причиной вл ет низка жаростойкость сплава, сниже jние твердости при повьшенных (100 20efC) температурах, кроме того сплав обладает низкой коррозионной стойкостью. Наиболее близким к предложенном . сплаву по технической сущности и д тигаемому результату вл етс известный литейный сплав на основе алюмини , содержащий, мас.%: Кремний 10-12 Медь 0,8-1,8 Никель 0,8-1,3 Магний 0,8-1,3 Марганец 0,2-0,6 Цирконий 0,02-0,2 , Железо 0,4-0,9 Титан 0,05-0,4 . 11инк 0,21-09 Ванадий 0,02-0,2 .. Алюминий Остальное. Однако известный сплав обладает ;недостаточно низким козффи1щентом 1 термического расширени и ,недостаточно высокими механическими свойс вами при комнатной и повышенных те , пературах. Целью изобретени вл етс сниж ние кoэффициeнta термического расп . 1 рени и повышение механических свойств при комнатной и повышенных температурах. Дл достижени поставленной цел литейный сплав на основе алюмини содержаБщй кремний, медь, никель, магний, марганец, цирконий, железо титан, цинк и ванадий, дополнитель содержит хром и молибден при следу щем соотношении компонентов, мас.% Кремний 10-13 Медь 0,8-1,8 Никель 0,8-1,3 Магний 0,8-1,3 Марганец 0,01-0,6 Цирконий 0,02-0,2 Железо , 0,4-0,9 Титан 0,05-0,4 Цинк 0,1-0,9 Хром 0,02-0,4 Ванадий 0,02-0,2 Молибден 0,01-0,15 Алюмини Остальное. Добавка молибдена в сплав приво-, дит к измельчению зерна, что повы- V шает твердость, прочность и относительное удлинение. Увеличение содержани молибдена более 0,15% приводит к образованию крупных интерметаллидов , что ухудшает обрабатываемость сплава. Уменьшение содержани молибдена мейее 0,01% уменьшает модифицирующий эффект, т.е. улучш ни механических свойств не наблюдаетс . Введение хрома в сплав улучшает литейные свойства - снижает склонность отливок к образовании; трещин. Незначительное количество хрома в сплаве 0,02-0,4% обеспечивает увеличение на 10-20% прочно.сти и твердости, сплава при одновременном сохранении значений относительно удлинени и ударной в зкости. Хром в количестве 0,02-0,4% обеспечивает уменьшение коэффициента термического расширени . Увеличение.твердости и прочности сплава при введении хрома обусловлено образованием тройной фазы fa- При содержании хрома менее 0,02% механические свойства не улучшаютс , так как такого содержани недостаточно дл образовани тройной фазы и хром находитс в твердом растворе. Максимальное содержание хрома в сплаве (0,4%) определено эвтектической точкой в системе А1-Сг при температуре 661,2 С. При увеличении содержани хрома более 0,4% образуетс тверда фаза CrAly, что ухудшает линейные свойства сплава. При уменьшении содержани кремни в сплаве менее 10% резко снижаетс твердость и возрастает линейное расширение, увеличение содержани кремний более 13% приводит к вьщелению избыточной фазы кремни , что ухудшает услови -механической обработки изделий из этого сплава. Медь введена в сплав дл повьштени жаропрочности. При содержании меди менее 0,8% улучшени механических свойств на наблюдаетс , увеличение содержани меди в сплаве более 1,8% снижает коррозионную стойкость сплава.. Никель увеличивает предел прочности эвтектического сплава. Снижение содержани никел менее 0,8% не улучшает механической прочности, а увеличение свыше 1,3% приводит к переходу дефицитного металла без улучшени прочностных свойств,.У

Магний в эвтектическом сплаще в пределах 0,8-1,3%упрочн ет его за счет выделени магнийсодержащих фаз типа . При уменьшении магни в сплаве упрочн юща фаза не вьщел етс , механические свойства отливок не улучшаютс , увеличение содержани магни приводит к охрупчиванию сплавд

Марганец в сплаве улучшает стру.ктуру , повышает жаростойкость. Уменьфение содержани марганца в сплаве менее 0,01% положительного вли ни не оказывает, увеличение содержани марганца более 0,6% приводит к образованию интерметаллидных фаз (Мп, Fe) Si, что снижает механические свойства сплава.

Цирконий измельчает структуру сплава , улучшает механические и антикоррозионные свойства. Уменьшение содержани циркони менее 0,02% не увеличивает коррозионной стойкости сплава, увеличение свыше 0,2% приводит к перемодифицировашш,то отрицательно сказываетс на прочностные свойства отливок. Железо в Сплаве оказывает воздейсг твие аналогично никелю и частично замен ет егоj однако увеличение его содержани более чем на 0,9%, ухудшает литейные свойства сплава, снижение содержани железаменее 0,4% уменьшает жаростойкость.

. Титан оказывает сильное модифицирующее вли ние на структуру сплава особенно Ь паре с цирконием. Титан, повышает механические свойства сплава , увеличивает жаропрочность. Мини- . мальное содержание титана 0,05%, меньшем содержании эффекта модифицировани не наблюдаетс , увеличение содержани титана более 0,4% приводит к ухудшению механических свойств отливок.

Введеше в сплав цинка вызвано

необходимостью улучшени литейных сплавов, кроме того цинк стабили- .. зирует твердый раствор элементов в алюминии, что улучшает механические свойства сплава. Повышение содержани цинка в сплаве более 0,9% выдыва т ликвидацию, что снижает жаростойкость сплава, снижение концентрации цинка менее 0,10% положительного вли ни на свойства сплава не

оказывает.

Ванадий введен в сплав в количестве 0,02-0,2%, что обеспечивает улучшение механических и литейных свойств сплава.

Дл опробовани предложенного сплава были приготовлены композиции, химический состав которых приведен

в табл.1.

I . . . . . . ,

Испытание опробованных ко1шозиций предложенного сплава бы:ли проведены на отлитых в кокиль, образцах. Результаты испытаний предложенного сплава в сопоставлении с известным приведены в табл.2.

.

Таким образом, как видно из табл.2, предел прочности сплава возрос до 30 кгс/мм, коэффициент.термического расширени снизилс До .0 град- или на 5/8%, твердость сплава возросла на 10%.

Таблица 1

Claims

ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий кремний, медь, . никель, магний, марганец, цирконий, железо, титан, цинк и ванадий,· отличающий ся тем, что, с целью снижения коэффициента термического расширения и повышения механических свойств при комнатной и повышенных температурах, он дополнительно содержит хром и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний

Медь Никель Магний Марганец Цирконий Железо

Титан

Цинк Хром Ванадий Молибден Алюминий

10-13 0,8-1,8 0,3-1,3 0,8-1,3 0,01-0,6 0,02-0,2 0,4-0,9 0,05-0,4 0,1-0,9 0,02-0,4 0,02-0,2 0,01-0,15 Остальное.