SU1722234A3 - Сплав на основе алюмини и способ изготовлени деталей из алюминиевых сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии. Цель изобретени  - повышение усталостной прочности. Детали из сплава состава, мас.%: кремний 12-20; железо 2,8-5; медь 1-3; магний 0,5-1,5; цирконий 0,45-1,4; алюминий - остальное, подвергают воздействию средства быстрого затвердевани  и формовке, после чего провод т закалку с 430-520°С в воду и отпуск при температуре 155-195°С. Изобретение позвол ет получить детали с пределом усталостной прочности до 100 МПа, 107 циклов при 20°С. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к детал м из алюминиевого сплава, обладающим повышенной усталостной прочностью, и к способу изготовлени  указанных деталей.

Цель изобретени  - повышение усталостной прочности.

Разработаны детали из алюминиевых сплавов, содержащих мас.%: кремний 11- 22; железо 2-5; медь 0,5-4; магний 0,2-1,5, отличающиес  тем. что они содержат также цирконий 0,4-1,5, алюминий - остальное..

После подготовки сплава его выплавл ют при температуре свыше 900°С дл  исключени  какого-либо  влени  - преждевременного осаждени  с последующим воздействием на него средства быстрого затвердевани .

Существует несколько способов осуществлени  быстрого затвердевани :

либо путем распылени  расплавленного металла с помощью газа или путем механического распылени  с последующим охлаждением в газе (воздух, гелий, аргон), что приводит к получению порошков с гранулометрическим составом менее 400 /гм, которые затем формуютс  путем холодного или гор чего уплотнени  в одноосном или изостати- ческом прессе с последующими волочением и/или ковкой;

либо выброс расплавленного сплава на охлажденную металлическую поверхность, англосаксами, эта технологи  определ етс  выражением melt spinning или planar flow casting с получением полос толщиной менее 100/ш, которые затем формуютс  путем указанного уплотнени ;

либо еще путем выброса расплавленного распыленного сплава в потоке газа на пограничный слой, эта технологи  называетс  еще spray deposition, котора  приводит к когерентному осаждению, достаточно ковкому дл  формовани , например, путем ковки, волочени  или штамповки,

С целью еще большего облагораживани  структуры осаждени , детали, после

со

с

возможной механической обработки, проход т термическую обработку при 430- 520°С в течение 1-10 ч, затем закалку водой перед тем, как подвергнутьс  отпуску при 155-195°С в течение 2-32 ч, что улучшает их механические характеристики.

Пример. Использованы шесть сплавов , приведенные в табл. 1.

Сплавы 1-3 получены путем порошковой металлургии, т.е. они расплавлены при 900°С, затем распылены в атмосфере азота в виде частиц с гранулометрическим составом 300 /{м, затем уплотнены под давлением 300 МПа в изостатическом прессе, проволочены в виде прутка диаметром 40 мм.

Дл  сплавов 4-6 примен ют технологию spray deposition, в ходе которой получают осаждение в виде цилиндрической заготовки, котора  затем превращаетс  путем волочени  в пруток диаметром 40 мм. Полученные тем или другим способом прутки обрабатывают затем в течение 2 ч при 430 520°С, затем закаливают водой и подвергают в течение 8 ч температурной обработке при 155-195°С.

На образцах провод т измерени  модул  Юнга, условного предела упругости при 0,2%, нагрузки при разрыве и удлинени  последовательно при 20°С и при 150°С после 100 ч выдерживани , а также измерени  предела усталостной прочности при 20 С по истечении 107 циклов и коэффициента усталостной прочности, определ емого отношением предела усталостной прочности к нагрузке при разрыве.

Результаты привод тс  в табл. 2.

Отмечаетс   вное повышение усталостной прочности от 150 до 192 МПа при добавлении циркони .

Аналогичные результаты получены дл  деталей, изготовленных по технологи м spray deposition и melt spining или planar flow casting.

Перед осуществлением термической обработки сплав AI+18% Si+3% Fe+3% Cu+1% Mg+1%Zr имеет следующие механические характеристики: Ro2 160 МПа; RM 250 МПа; А 8%; предел усталостной прочности при 10 циклов при 20°С 110 МПа.

15

Claims (3)

1.Сплав на основе алюмини  преимущественно дл  изготовлени  шатунов, содержащий кремний, железо, медь, магний, отличающийс  тем, что, с целью повышени  усталостной прочности, он дополнительно содержит цирконий при следующем содержании компонентов, мас.%: кремний 12-20; железо2,8-5; медь 1-3; магний 0,5-1,5; цирконий 0,45-1,4; алюминий - остальное.

2.Способ изготовлени  деталей из алюминиевых сплавов, преимущественно шатунов , включающий воздействие средства

быстрого затвердевани  на сплав и формовку , отличающийс  тем, что, с целью повышени  усталостной прочности, после формовки провод т дополнительно термообработку , включающую закалку с 430520°Свводу и отпуск при 155-195°С,

3.Способ по п. 2, отличающийс  тем, что в качестве средства быстрого затвердевани  примен ют распыление.

Таблица 1

Таблица 2