UA66589A

UA66589A - An aluminium alloy

Info

Publication number: UA66589A
Application number: UA2003077180A
Authority: UA
Inventors: Oleh Domianovych Neikov; Oleksandr Vasyliovyc Krainikov; Yulii Viktorovych Milman; Yurii Vasyliovych Shmakov; Viktor Hnatovych Yelahin; Oleksandr Ivanovych Sirko; Dina Vasylivna Lotsko; Halyna Illivna Vasylieva; Nataliia Petrivna Zakharova; Valerii Hlibovych Tokhtuiev; Maryna Valeriivna Zienina; Anatolii Vasyliovych Sameliuk
Original assignee: Oleh Domianovych Neikov; Oleksandr Vasyliovyc Krainikov; Yulii Viktorovych Milman; Yurii Vasyliovych Shmakov; Viktor Hnatovych Yelahin; Oleksandr Ivanovych Sirko; Dina Vasylivna Lotsko; Halyna Illivna Vasylieva; Nataliia Petrivna Zakharova; Valerii Hlibovych Tokhtuiev; Maryna Valeriivna Zienina; Anatolii Vasyliovych Sameliuk
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2004-05-17

Abstract

An aluminium alloy, preferably for welded structures contains Zn, Mg, Zr, Çl2O3 and one or several transition metals and characterized by the general formula AlaZnbMgcZrd(Al2O3)eMf, where Mf -one or several elements selected of the group comprising Scg, înh, '_i, Nij, cok, crl and Cum, and indexes a, b, c, d, Ñ, f, g, h, i, j, k, l, m - represent atom percents : á - interval between 92.0 and 94.5; b - interval; between 2.1 and 3.1; c -interval between 3.4 and 4.7; d -interval between 0.09 and 0.26; Ñ - interval between 0.01 and 0.2; f -interval between 0.42 and 1.0; g - interval between 0.18 and 0.4; h - interval between 0.15 and 0.28; i - interval between 0.08 and 0.15; j - interval between 0.07 and 0.1; k - interval between 0.07 and 0.2; l -interval between 0.05 and 0.3; m - interval between 0.1 and 0.7, moreover the alloy obtained of compacted and consolidated water-spray powders having irregular shape with a complex surface relief and non-uniform thickness of oxide film has a high-disperse structure and contains strengthening phases of metastable intermetallide compounds.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до галузі порошкової металургії зокрема до алюмінієвих сплавів, і може бути 2 використаний при одержанні сплавів для зварних конструкцій.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to aluminum alloys, and can be used in the production of alloys for welded structures.

Відомий сплав на основі алюмінію з консолідованого газорозпиленого порошку, що містить в 95 за масою: 5-13 цинку, 1-3,5 магнію, 0,5-3,5 міді, не більше 0,5 заліза, не більше 0,5 кремнію, 0,75-1 принаймні одного елементу з групи, яка включає нікель та кобальт, або разом обох елементів, решта - алюміній (патент СШАA known alloy based on aluminum from a consolidated gas-sprayed powder, containing 95% by weight: 5-13 zinc, 1-3.5 magnesium, 0.5-3.5 copper, no more than 0.5 iron, no more than 0.5 silicon, 0.75-1 of at least one element from the group that includes nickel and cobalt, or both elements together, the rest - aluminum (US Pat.

Мо4732610). то Механічні властивості цього сплаву в стані Т7 за стандартами США (витримка після загартування при 12170 24год., при -163"Сб від 1 до 2год.) наступні: границя міцності ( су -545-614МПА, границя плинності пд» -476-579МПА, залишкове подовження 5 -7-:1995. Проте напівфабрикати з цього сплаву погано зварюються.Mo4732610). The mechanical properties of this alloy in the T7 state according to US standards (hardening after quenching at 12170 24 hours, at -163"Sb from 1 to 2 hours) are as follows: strength limit (su -545-614MPA, yield strength pd" -476-579MPA , residual elongation 5 -7-: 1995. However, semi-finished products from this alloy are poorly welded.

Найбільш близьким за технічним рішенням та досягнутим ефектом є алюмінієвий сплав, одержаний з консолідованих гранул розміром 1:2мм, що вміщують в 9о по масі: 4,0-8,0 цинку, 2,0-5,0 магнію, 0,5-1,2 цирконію, 0,0005-0,2 берилію, оксиду алюмінію 0,01--0,5, оксиду чи нітриду тугоплавкого перехідного металу 0,01-0,1, принаймні один метал з групи, яка включає титан, хром, мідь, церій, залізо, кобальт та нікель, решта алюміній (патент Росії Мо2001153). Оксиди та нітриди тугоплавких перехідних металів вводять в сплав для створення нерозчинних в матриці дисперсних інтерметалідних виділень, котрі при тривалому технологічному нагріванні запобігають рекристалізації, яка призводить до зменшення міцності сплаву.The closest in terms of the technical solution and the achieved effect is an aluminum alloy obtained from consolidated granules with a size of 1:2 mm, containing in 9 o by mass: 4.0-8.0 zinc, 2.0-5.0 magnesium, 0.5- 1.2 zirconium, 0.0005-0.2 beryllium, aluminum oxide 0.01--0.5, oxide or nitride of a refractory transition metal 0.01-0.1, at least one metal from the group that includes titanium, chromium , copper, cerium, iron, cobalt and nickel, the rest aluminum (Russian patent Mo2001153). Oxides and nitrides of refractory transition metals are introduced into the alloy to create dispersed intermetallic compounds insoluble in the matrix, which, during prolonged technological heating, prevent recrystallization, which leads to a decrease in the strength of the alloy.

Структура такого сплаву, одержаного з 1-2мм гранул, характеризується середнім розміром недендритного зерна близько 1Омкм, величина якого відповідає дендритному параметру. Швидкість охолодження алюмінієвих сплавів визначається за величиною дендритного параметра (В.М. Добаткин, В.М. Елагин, В.М. Федоров.The structure of such an alloy, obtained from 1-2 mm granules, is characterized by an average size of non-dendritic grains of about 1 µm, the size of which corresponds to the dendritic parameter. The cooling rate of aluminum alloys is determined by the value of the dendritic parameter (V.M. Dobatkin, V.M. Elagin, V.M. Fedorov.

Бьістрозакристаллизованнье алюминиевье сплавь!, М.: ВИЛО, 1995, 341с.). Швидкість охолодження розплаву, « яка відповідає вказаному розміру недендритного зерна, складає близько 103Ку/с.Rapidly crystallized aluminum alloy!, Moscow: VYLO, 1995, 341 p.). The cooling rate of the melt, which corresponds to the indicated size of the non-dendritic grain, is about 103Cu/s.

За такої швидкості охолодження розплаву обмежуються подальше збільшення вмісту легуючих елементів та підвищення ступеня подрібнення зерна сплаву і, отже, неможливе підвищення досягнутого в теперішній час Ф рівня міцності напівфабрикатів та зварних з'єднань сплаву базового складу АІ-7п-Ма відповідно 653 та 471МПА. 3о Недоліком даного сплаву є також складність складу, в якому налічується до 22 елементів та сполук, в тому (ге) числі токсичний берилій. юAt this rate of cooling of the melt, the further increase in the content of alloying elements and the increase in the degree of grinding of the alloy grain are limited and, therefore, it is impossible to increase the currently achieved Ф level of strength of semi-finished products and welded joints of the alloy of the basic composition AI-7p-Ma, respectively 653 and 471 MPA. 3o The disadvantage of this alloy is the complexity of its composition, which includes up to 22 elements and compounds, including toxic beryllium. yu

Метою винаходу, що заявляється, є створення сплаву на основі алюмінію, в якому за рахунок підбору складу, використання вихідних порошків певної структури та певної структури сплаву забезпечуються підвищення (Се) міцності сплаву, підвищення міцності зварних з'єднань, технологічності одержання сплаву, а також покращення со екології при його використанні.The purpose of the claimed invention is to create an alloy based on aluminum, in which due to the selection of the composition, the use of starting powders of a certain structure and a certain structure of the alloy, an increase in the strength (Ce) of the alloy, an increase in the strength of welded joints, the manufacturability of obtaining the alloy, as well as improvement of ecology during its use.

Поставлене завдання вирішується запропонованим алюмінієвим сплавом, що містить: АЇї, 7п, Ма, 2т, (АІ2О53) з елементним складом, представленим формулою АІ2пЬМасага(АЬОз3)еМ;, де М; - один чи декілька елементів з групи, яка включає Зсд, Мп, Ті, МІ, Со, Сп и Суд, індекси а, б, с, й, е, її 9, п, і, ), К, 1, т означають « 20 атомні проценти, а - інтервал від 92,0 до 94,5, Ь - інтервал від 21 до 3,2, с - інтервал від 3,4 до ат, а- з інтервал від 0,09 до 0,26, е - інтервал від 0,01 до 0,2, Її - інтервал від 0,42 до 1,0, д - інтервал від 0,18 с до 0,4, п - інтервал від 0,15 до 0,28, і - інтервал від 0,08 до 0,15, | - інтервал від 0,07 до 011, К - :з» інтервал від 0,07 до 0,2, І - інтервал від 0,05 до 0,3, т - інтервал від 0,1 до 0,7.The task is solved by the proposed aluminum alloy containing: Al, 7n, Ma, 2t, (Al2O53) with the elemental composition represented by the formula Al2nBMasaga(AlO3)eM;, where M; - one or more elements from the group that includes Zsd, Mp, Ti, MI, So, Sp and Sud, indices a, b, c, y, e, her 9, n, i, ), K, 1, t mean « 20 atomic percentages, a - interval from 92.0 to 94.5, b - interval from 21 to 3.2, c - interval from 3.4 to at, a - interval from 0.09 to 0.26, e - the interval from 0.01 to 0.2, Her - the interval from 0.42 to 1.0, d - the interval from 0.18 s to 0.4, n - the interval from 0.15 to 0.28, and - interval from 0.08 to 0.15, | - an interval from 0.07 to 0.11, K - an interval from 0.07 to 0.2, I - an interval from 0.05 to 0.3, t - an interval from 0.1 to 0.7.

При цьому сплав, отриманий зі скомпактованих та консолідованих водорозпилених швидко закристалізованих порошків, що мають неправильну форму зі складним рельєфом поверхні та нерівномірноюAt the same time, the alloy obtained from compacted and consolidated water-sprayed rapidly crystallized powders, having an irregular shape with a complex surface relief and uneven

Фу но товщиною окисної плівки від декількох до 30-40 мономолекулярних шарів, та середній розмір не дендритного зерна від 0,5 до З,Омкм для часток з розмірами від 10 до 100мкм, має високодисперсну структуру з середнім (22) розміром комірок від 50 до 15Онм і містить зміцнюючі фази метастабільних інтерметалідних сполук 7 - фази с Мад2п13ЗАЇ» та АІз(Зсі.х-2т) з розмірами вторинних дисперсоїдів від Тнм до 4-5нм.Fu no oxide film thickness from several to 30-40 monomolecular layers, and the average size of non-dendritic grains from 0.5 to 3.0 µm for particles with sizes from 10 to 100 µm, has a highly dispersed structure with an average (22) cell size from 50 to 15 Onm and contains strengthening phases of metastable intermetallic compounds 7 - phases with Mad2p13ZAI" and AIz(Zsi.x-2t) with sizes of secondary dispersoids from Tnm to 4-5 nm.

У випадку використання вторинного алюмінію сплав вміщує також залізо до 0,45 та кремній до 0,2 атом 90. со Відміна запропонованого сплаву від відомого полягає в більш дисперсній мікроструктурі вихідних порошків уIn the case of using secondary aluminum, the alloy also contains iron up to 0.45 and silicon up to 0.2 atom 90. The difference between the proposed alloy and the known one lies in the more dispersed microstructure of the initial powders in

Ге порівнянні з гранулами, яка характеризується зменшенням середнього розміру недендритного зерна за приблизною оцінкою на один порядок величини відповідно з 10мкм до мкм.Ge compared with granules, which is characterized by a decrease in the average size of non-dendritic grains by an approximate estimate of one order of magnitude, respectively, from 10 μm to μm.

Відміна полягає також в тому, що в сплав додатково введено скандій, а берилій, нітриди та оксиди в тугоплавких перехідних металів виведено з його складу.The difference is also that scandium is additionally introduced into the alloy, and beryllium, nitrides and oxides of refractory transition metals are removed from its composition.

При цьому границі вмісту алюмінію нормують, а не приймають як "решта" в прототипі після визначенняAt the same time, the limits of the aluminum content are normalized, and not accepted as "the rest" in the prototype after determination

Р сумарного вмісту всіх легуючих елементів.P of the total content of all alloying elements.

Порівняння з відомими технічними рішеннями рішення, що заявляється, спрямованого на підвищення властивостей міцності зварюваного алюмінієвого сплаву та зварних з'єднань, показує, що у відомих технічних бо Вішеннях вказані відмінні ознаки не зустрічаються.A comparison with the known technical solutions of the proposed solution, aimed at increasing the strength properties of the welded aluminum alloy and welded joints, shows that the specified distinctive features are not found in the known technical solutions.

Дрібнозерниста структура сплаву, виділення метастабільних інтерметалідних сполук у вигляді високодисперсних вторинних дисперсоїдів, які зберігаються при технологічних нагріваннях без рекристалізації в напівфабрикатах пропонованих сплавів, забезпечують підвищення міцності сплаву та зварних з'єднань і дозволяють одночасно вивести зі складу сплаву токсичний берилій, нітриди та оксиди тугоплавких перехідних 65 металів.The fine-grained structure of the alloy, the separation of metastable intermetallic compounds in the form of highly dispersed secondary dispersoids, which are preserved during technological heating without recrystallization in the semi-finished products of the proposed alloys, provide an increase in the strength of the alloy and welded joints and allow the simultaneous removal of toxic beryllium, nitrides and oxides of refractory transitions from the composition of the alloy 65 metals.

Введення до сплаву скандію сприяє підвищенню міцності сплаву за рахунок виділення зміцнюючої інтерметалідної метастабільної фази у вигляді дисперсоїдів АІз(5с4.52у). Одночасно наявність скандію в сплаві поліпшує зварюваність, підвищує міцність зварних з'єднань та підвищує температуру рекристалізації при тривалому технологічному нагріванні.The introduction of scandium into the alloy helps to increase the strength of the alloy due to the release of a strengthening intermetallic metastable phase in the form of AIz (5c4.52u) dispersoids. At the same time, the presence of scandium in the alloy improves weldability, increases the strength of welded joints and increases the recrystallization temperature during prolonged technological heating.

Неправильна форма часток зі складним рельєфом поверхні та нерівномірною товщиною оксидної плівки на ній, притаманні водорозпиленим порошкам, сприяють консолідації порошків та диспергуванню оксидної плівки в процесі компактування. Дисперсні частки тугоплавкої плівки оксиду алюмінію, які створюються при компактуванні, не розчиняються в матриці сплаву, рівномірно розподіляються в ній та не коагулюють при нагріванні, і таким чином вносять свій вклад в зміцнення сплаву та підвищення стабільності властивостей при 7/0 тривалому нагріванні до підвищених температур.The irregular shape of the particles with complex surface relief and uneven thickness of the oxide film on it, inherent in water-sprayed powders, contribute to the consolidation of the powders and dispersion of the oxide film during the compaction process. The dispersed particles of the refractory film of aluminum oxide, which are created during compaction, do not dissolve in the alloy matrix, are evenly distributed in it and do not coagulate when heated, and thus contribute to strengthening the alloy and increasing the stability of properties at 7/0 prolonged heating to elevated temperatures .

Виключення берилію, нітридів і оксидів тугоплавких перехідних металів зі складу сплаву сприяє підвищенню технологічності процесу його виготовлення.The exclusion of beryllium, nitrides and oxides of refractory transition metals from the composition of the alloy contributes to increasing the manufacturability of its manufacturing process.

Завдяки тому, що домішки заліза до 0,45 і кремнію до 0,2 в атомних процентах помітно не знижують міцності сплаву та його зварних з'єднань при заявленому складі сплаву, для його виготовлення може бути використаний вторинний алюміній, що дозволяє підвищити економічність виробництва.Due to the fact that impurities of iron up to 0.45 and silicon up to 0.2 in atomic percent do not significantly reduce the strength of the alloy and its welded joints with the stated composition of the alloy, secondary aluminum can be used for its production, which allows to increase the economy of production.

Винахід ілюструється рисунками, які пояснюють, але не обмежують об'єм винаходу. На фігурах зображені: фіг.1 - Мікроструктура часток водорозпилених порошків, морфологія окремих часток, знімок в растровому електронному мікроскопі; фіг2 - Мікроструктура часток водорозпилених порошків, мікротоми часток, знімок в просвічувальному 2о електронному мікроскопі (ПЕМ); фіг.3 - Мікроструктура напівфабрикату - штаби в поздовжньому перетині, знімок ПЕМ; фіг.4 - Мікроструктура напівфабрикату - прутка в поздовжньому перетині, знімок ПЕМ; фіг.5 - Вторинні дисперсоїди 7 -фази Ма/2п13АЇь»ь в напівфабрикаті в стані Т1, знімок ПЕМ в темному полі з використанням рефлексу 7 -фази; фіг.6 - Вторинні дисперсоїди фази А1Із(5ЗсіХ2у) в напівфабрикаті в стані Т1, знімок ПЕМ в темному полі з « використанням рефлексу (001) фазиThe invention is illustrated by drawings which explain, but do not limit the scope of the invention. The figures show: Fig. 1 - Microstructure of particles of water-sprayed powders, morphology of individual particles, picture in a raster electron microscope; Fig. 2 - Microstructure of particles of water-sprayed powders, microtome of particles, picture in a transmission electron microscope (TEM); Fig. 3 - Microstructure of the semi-finished product - staffs in longitudinal section, TEM image; Fig. 4 - Microstructure of the semi-finished product - a rod in longitudinal section, TEM image; Fig. 5 - Secondary dispersoids of the 7-phase Ma/2p13АІ» in the semi-finished product in the state of T1, TEM image in the dark field using the reflex of the 7-phase; Fig. 6 - Secondary dispersoids of the A1Iz(5ZsiX2u) phase in the semi-finished product in the T1 state, TEM image in the dark field using the (001) phase reflex

АїІз(Зсі хату); фіг.7 - Оптична мікрофотографія структури екструдованого прутка діаметром бмм в стані Т1 в поздовжньому перетині; (о) фіг.8 - Оптична мікрофотографія структури екструдованої штаби 40х12мм 2 в стані ТІ в поздовжньому со перетині; фіг.9 - Мікроструктура листового зразка після проби на зварюваність, оптична мікрофотографія; ів)AiIz (Zsi hut); Fig. 7 - Optical microphotograph of the structure of the extruded rod with a diameter of mm in the T1 state in the longitudinal section; (o) Fig. 8 - Optical microphotograph of the structure of the extruded 40x12mm 2 staff in the TI state in the longitudinal section; Fig. 9 - Microstructure of the sheet sample after the weldability test, optical microphotograph; iv)

Фіг.10 - Мікроструктура звареного шва, оптична мікрофотографія. «соFig. 10 - Microstructure of a welded seam, optical microphotograph. "co

Приклади виготовлення сплавуExamples of alloy production

Сплави з 1 по 9, склади яких наведені в Таблиці 1, одержані на основі водорозпилених порошків з медіанним (Се) діаметром часток 40-5О0мкм. Приклади з 1 до 7 відповідають складові, який заявляється, приклади 8 та 9 - складу з позаграничними значеннями параметрів, що заявляються, склади 10 та 11 відомі за прототипом з середнім (10) та максимальним (11) вмістом компонентів. В Таблицю 1 включено також один з кращих « зварюваних сплавів 1911, одержаний зі злитка (ГОСТ 4784-97).Alloys 1 to 9, the compositions of which are given in Table 1, were obtained on the basis of water-sprayed powders with a median (Ce) particle diameter of 40-500 μm. Examples 1 to 7 correspond to the declared composition, examples 8 and 9 - to the composition with out-of-limit values of the declared parameters, compositions 10 and 11 are known from the prototype with an average (10) and maximum (11) content of components. Table 1 also includes one of the best "welded alloys 1911, obtained from an ingot (GOST 4784-97).

Водорозпилені порошки, отримані за способом, представленим в патенті Росії Мо2078427 та патентом З с України Ме9505, служили вихідним продуктом для виготовлення напівфабрикатів. Частки водорозпилених "» порошків мають неправильну форму зі складним рельєфом поверхні (фіг.1) та вкриті оксидною плівкою (фіг.2), " товщина якої змінюється від декількох до 30-40 мономолекулярних шарів.Water-sprayed powders, obtained by the method presented in Russian patent Mo2078427 and Ukrainian patent Me9505, served as the starting product for the manufacture of semi-finished products. Particles of water-sprayed powders have an irregular shape with a complex surface relief (Fig. 1) and are covered with an oxide film (Fig. 2), the thickness of which varies from several to 30-40 monomolecular layers.

Дегазацію висушеного порошку, попередньо скомпактованого в сирі пресовки з пористістю 30-4090, здійснювали при температурі 350-4502С під вакуумом 10мм. рт.ст. По закінченні дегазації сирі пресовки б компактували при тих самих температурах до щільності 99,0-99,6905. Потім консолідовані заготовки піддавалиDegassing of the dried powder, pre-compacted in a raw press with a porosity of 30-4090, was carried out at a temperature of 350-4502C under a vacuum of 10 mm. Hg At the end of degassing, raw pressings would be compacted at the same temperatures to a density of 99.0-99.6905. Then the consolidated blanks were exposed

Ге) гарячій екструзії і одержували напівфабрикати у вигляді прутка і штаби. Штаби зварювали аргоно-дуговим зварюванням. Прутки загартовували після витримки год. при температурі 465"7С і піддавали старінню протягом і-й 24 годин при 1207С (стан Т1). Штаби загартовували після витримки год. при температурі 470"С та піддавали (оо) 20 старінню протягом 20 годин при температурі 12070Ge) hot extrusion and semi-finished products in the form of a bar and staffs were obtained. The staffs were welded by argon-arc welding. The rods were hardened after an hour of exposure. at a temperature of 465"7C and subjected to aging for the i-th 24 hours at 1207C (state T1). The bars were hardened after holding for an hour at a temperature of 470"C and subjected to (oo) 20 aging for 20 hours at a temperature of 12070

Фо 5 » 5 189,07АІ-5,57п-3Ма9-0,821-0,15Т1-0,15С0-0,15Мі-0,6Си-0,5Мп-0,08(А! 203) Аї1І93,047п2 37Маз 4820 25700900 07Міо 07 ю Моно вин подив 89,55А1І-5,57п-3Ма-0,8521-0,1571-0,2Ст-0,15М1і-0,6Си Аїоз,382п2,36Маз,472г0,26 По,09Сго,11Мі0,07Си ор 000001 зежитетеннния вовіваватмоояа 00000000 Аюдтономомаєнює 65 9 187,3АІ-7,52п-4Ма-0,371-0,3565-0,5Мп Аї91,572п3,24Мад 652г0,095с0,19Мпо,26(АІ203) 0,14Fo 5 » 5 189.07AI-5.57p-3Ma9-0.821-0.15T1-0.15C0-0.15Mi-0.6Si-0.5Mp-0.08(A! 203) Ai1I93.047p2 37Maz 4820 25700900 07Mio 07 yu Mono wine surprise 89.55A1I-5.57p-3Ma-0.8521-0.1571-0.2St-0.15M1i-0.6Si Aioz,382p2.36Maz,472g0.26 Po,09Sgo,11Mi0, 07Sy or 000001 zezhitetennnia vovivavatmooyaa 00000000 Ayudtonomomayenyu 65 9 187.3AI-7.52p-4Ма-0.371-0.3565-0.5Мп AI91.572п3.24Мад 652г0.095с0.19Мпо,26(АИ2043) 0

10. 62п-3,5М9-0,521-0,3С-0,3Т1-0,3Си-03Се-0,01Ве-0,3МіО-0,3Ре 203-0,3С00-0,01А1203 Аїо1,8327п2,5оМад о62го,16 По,18Сго,16Сео,о6Ве -0,052114-0,017102-0,02Сг2О3-решта АЇ о озчо 13(А1203)0,01(Ге203)0,27(С00)0,23 (МО), 23(2гО2)0,03(ТІО2)0 ої (Ст203)0,02 11 багп-3,5М9-0,521-0,3Ст-0,3Ті-0,3Си-0,3Се Аїо1 «162п2,БоМад, от4то 15СТО 16 По 18СМо 13Се 0,01 Ве-0,3МіО-0,3ге203-0,052102-0,01 ТіОо-0,01 Ст2О350,3000-0,1АІ203 о ов Вео,оз(МіО)о, 23(Ге203)0,2742гО2)0,03(ТО -0,05771М-0,01ТіМ-0,01СгМ-0,01гем-0,01СомМ-0,01МіМ- решта АЇ 2доо1(Ст2О8)0 02(Со0 0 2в(АІ2О)0 от (ЯТІ, 02 (ТІМ)о,о1(СгімМ)о ог (РеМ)о,01(С00)0,01(МІМ)О,0110. 62p-3.5М9-0.521-0.3С-0.3Т1-0.3Сы-03Се-0.01Ве-0.3МиО-0.3Ре 203-0.3С00-0.01А1203 Аио1.8327п2.5оМад о62ho ,16 Po,18SgO,16Seo,o6Ve -0.052114-0.017102-0.02Sg2O3-remaining AI about 13(A1203)0.01(He2O3)0.27(С00)0.23 (MO), 23 (2гО2)0.03(ТИО2)0 ой (St2O3)0.02 11 bagp-3.5M9-0.521-0.3St-0.3Ti-0.3Si-0.3Se Aio1 «162p2, BoMad, ot4to 15STO 16 By 18SMo 13Ce 0.01 Ve-0.3MiO-0.3He203-0.052102-0.01 TiOo-0.01 St2O350.3000-0.1AI203 o ov Veo,oz(MiO)o, 23(He203)0 ... (YATI, 02 (TIM)о,о1(СгимМ)о ог (РеМ)о,01(С00)0,01(МИМ)О,01

Бій коконі іні ПИЙ ПН 0,06)ті-0,1Си-0,4Ге-0,358і-решта АЇBattle of the cocoon ini PIY PN 0.06)ti-0.1Si-0.4Ge-0.358i-the rest AI

Екструдовані напівфабрикати після термообробки в стані ТІ мають комірчасту дислокаційну мікроструктуру з розмірами комірок близько 15Онм (фіг.3 та фіг.4). При цьому високий ступінь розорієнтації комірок також сприяє підвищенню міцності напівфабрикатів.Extruded semi-finished products after heat treatment in the TI state have a cellular dislocation microstructure with cell sizes of about 15 Ohm (Fig. 3 and Fig. 4). At the same time, a high degree of cell disorientation also contributes to increasing the strength of semi-finished products.

Напівфабрикати в стані Т1 містять вторинні дисперсоїди основних зміцнюючих фаз метастабільних 12 інтерметалідних сполук: дисперсоїди розміром від 1 до 2нм 7 - фази Ма/2п13АІ2 (фіг.5) та дисперсоїди розміром до 4-5нм фази А1Із(5с1.х2гу) (фіг.б).Semi-finished products in the T1 state contain secondary dispersoids of the main strengthening phases of metastable 12 intermetallic compounds: dispersoids with a size from 1 to 2 nm 7 - phases Ma/2p13AI2 (Fig. 5) and dispersoids with a size of up to 4-5 nm of the A1Iz (5c1.x2gu) phase (Fig. b ).

Напівфабрикати, як екструдовані прутки (фіг.7), так і екструдовані штаби (фіг.8), мають смугасту структуру повздовж напряму деформації з характерним розміром смужок до 10мкм.Semi-finished products, both extruded rods (Fig. 7) and extruded staffs (Fig. 8), have a striped structure along the direction of deformation with a characteristic stripe size of up to 10 μm.

Зварені шви мають щільну безпористу структуру (фіг.9). У зоні термічного впливу до лінії зварювання зберігається нерекристалізована структура. Структура шва дрібнокристалічна, рівновісна |(фіг.10). У периферійній зоні шва відсутні стовпчасті кристаліти, характерні для зварених з'єднань алюмінієвих сплавів, які послаблюють зварні з'єднання.Welded seams have a dense non-porous structure (Fig. 9). A non-recrystallized structure is preserved in the heat-affected zone up to the welding line. The structure of the seam is fine-crystalline, equiaxed (Fig. 10). In the peripheral zone of the seam, there are no columnar crystallites, characteristic of welded joints of aluminum alloys, which weaken the welded joints.

Механічні випробування напівфабрикатів на розтягування включали визначення границі міцності ГА границі плинності суд» , залишкового подовження 5, а також границі міцності звареного з'єднання. «Mechanical tensile testing of semi-finished products included determination of the HA strength limit, yield strength, residual elongation 5, as well as the strength limit of the welded joint. "

Результати досліджень при кімнатній температурі представлені в Таблиці 2.The results of studies at room temperature are presented in Table 2.

Представлені дані показують, що зварене з'єднання зберігає високу міцність: значення коефіцієнту знеміцнення К пр (відношення границі міцності звареного з'єднання до границі міцності основного металу) сплаву запропонованого складу знаходяться на рівні 0,8-0,85. ме)The presented data show that the welded joint retains high strength: the value of the weakening coefficient K pr (ratio of the strength limit of the welded joint to the strength limit of the base metal) of the alloy of the proposed composition is at the level of 0.8-0.85. me)

Фо сте 110000 Механчнвляствоті 1 |Міцнсть вареною зеднання юFo ste 110000 Mechanical properties 1 |

Ф зв Ф а вв11711111116і11111111111то11111111вві ро ч 4 в 6111111111ю61 5 ом З с . 81001101 951 яв » 11114115 5605 1F zv F a vv11711111116i11111111111to11111111vvi ro ch 4 v 6111111111yu61 5 om Z p. 81001101 951 yav » 11114115 5605 1

Ф пев 77111112 1111ме | 08 б За характеристиками міцності запропонований сплав як в основній своїй частині, так і в звареному с з'єднанні істотно перевершує сплав-прототип. ак, границя міцності та границя плинності сплаву 4 запропонованого складу перевершують характеристики сплаву-прототипу на 47-76МПА і 45-64МПА відповідно, со а границя міцності звареного з'єднання - на 110 -127МПА. Ще значнішою є перевага заявленого сплаву над іЧе) сплавами, отриманими зі злитків. Так, у порівнянні з кращим у теперішній час зварюваним сплавом 1911, який одержують зі злитка, границя міцності та границя плинності сплаву 4 запропонованого складу більші на 265МПА і 276МПА відповідно, а границя міцності звареного з'єднання на 233МПА.F pev 77111112 1111me | 08 b According to the strength characteristics, the proposed alloy, both in its main part and in the welded connection, is significantly superior to the prototype alloy. ak, the strength limit and the yield strength of alloy 4 of the proposed composition exceed the characteristics of the prototype alloy by 47-76MPA and 45-64MPA, respectively, and the strength limit of the welded joint - by 110-127MPA. Even more significant is the advantage of the claimed alloy over iChe) alloys obtained from ingots. Thus, compared to the currently best welded alloy 1911, which is obtained from an ingot, the strength limit and yield strength of alloy 4 of the proposed composition are greater by 265 MPA and 276 MPA, respectively, and the strength limit of the welded joint by 233 MPA.

Відхилення вмісту легуючих компонентів за границі запропонованого складу в сплавах 8, 9 призводить до різкого падіння характеристик міцності напівфабрикатів. Матеріал втрачає пластичність з підвищенням вмістуDeviation of the content of alloying components beyond the limit of the proposed composition in alloys 8, 9 leads to a sharp drop in the strength characteristics of semi-finished products. The material loses plasticity with increasing content

Р» цинку (сплав 9).P" of zinc (alloy 9).

Заявлений сплав у порівнянні з прототипом містить меншу кількість легуючих компонентів: так, їх всього 6 в сплаві 4, а в сплаві 11 (прототип) - 21, включаючи токсичний берилій, що сприяє підвищенню економічності 60о заявленого винаходу в порівнянні с аналогами заявленого винаходу.Compared to the prototype, the proposed alloy contains a smaller number of alloying components: yes, there are only 6 of them in alloy 4, and in alloy 11 (prototype) - 21, including toxic beryllium, which helps to increase the efficiency of the claimed invention by 60% compared to analogs of the claimed invention.

Економічність може бути також підвищена в результаті використання вторинного алюмінію, завдяки тому, що домішки заліза до 0,45 і кремнію до 0,2 в атомних процентах не знижують міцність сплаву і зварених з'єднань сплаву заявленого складу.Economy can also be increased as a result of the use of secondary aluminum, due to the fact that impurities of iron up to 0.45 and silicon up to 0.2 in atomic percent do not reduce the strength of the alloy and welded joints of the alloy of the stated composition.

Таким чином заявлений сплав в порівнянні з аналогами забезпечує рішення поставленої задачі підвищення 65 міцності напівфабрикатів і зварених з'єднань з цього сплаву і підвищення економічності.In this way, the claimed alloy, in comparison with analogues, provides a solution to the task of increasing the strength of semi-finished products and welded joints from this alloy and increasing economy.

Claims

The formula of the invention d, - also i

1. Aluminum alloy, mainly for welded constructions, containing 7n, Ma, 2, AI»25Oz and one or more transition metals, which differs in that the resulting alloy is characterized by the general formula AiaYapMasata(A2Oz3)eMu, where M; - one or more elements selected from the group that includes Zsd, Mn, Ti, Mi, SokK, Sp and Sod, and indices, b, c, de, 9, PN, i, ), K, I, t - mean atomic percentages: 70 a - interval from 92.0 to 94.5; b - interval from 2.1 to 3.1; c - interval from 3.4 to 4.7; a - interval from 0.09 to 0.26; e - interval from 0.01 to 0.2; th - interval from 0.42 to 1.0; d - interval from 0.18 to 04; n - interval from 0.15 to 0.28; and - interval from 0.08 to 0.15; | - interval from 0.07 to 0.1; K - interval from 0.07 to 0.2; And - interval from 0.05 to 0.3; t is the interval from 0.1 to 0.7, and the alloy obtained from compacted and consolidated water-sprayed powders having an irregular shape with complex surface relief and uneven thickness of the oxide film has a highly dispersed structure and contains strengthening phases of metastable intermetallic compounds.

2. The alloy according to claim 1, which differs in that the intermetallic compounds have the size of secondary dispersoids from nm to 4-5 nm.

3. The alloy according to claim 1, which differs in that the intermetallic compounds have the following composition: Mad2p1z3Ai», AiIz (5c1x24U).

4. The alloy according to any one of claims 1-3, which is characterized by having a highly dispersed structure with a cell size of 50 to 150 nm.

5. The alloy according to any of claims 1-4, which is characterized by the fact that the thickness of the oxide film of water-sprayed rapidly crystallized powders is from several to 30-40 monomolecular layers.

6. The alloy according to any one of claims 1-5, which is characterized by the fact that it is rapidly crystallized.

7. The alloy according to any of claims 1-6, which is characterized by the fact that it additionally contains iron up to 0.45 atomic percent.

8. The alloy according to any one of claims 1-7, which is characterized in that it additionally contains silicon up to 0.2 atomic percent. about zo

9. The alloy according to any one of claims 1-8, which is characterized in that it additionally contains iron up to 0.45 atomic percent and silicon up to 0.2 atomic percent. co

10. The alloy according to claim 9, which is characterized by the fact that the aluminum in the starting powders is secondary. yu

11. The alloy according to any of claims 1-7, which differs in that it is intended for welded structures. (Se) (Se) -

with . a (e)) (e)) 1 o 50 (Che) bo b5