WO2007111529A1 - Aluminium-based alloy - Google Patents
Aluminium-based alloy Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007111529A1 WO2007111529A1 PCT/RU2007/000109 RU2007000109W WO2007111529A1 WO 2007111529 A1 WO2007111529 A1 WO 2007111529A1 RU 2007000109 W RU2007000109 W RU 2007000109W WO 2007111529 A1 WO2007111529 A1 WO 2007111529A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- mass
- alloy
- copper
- magnesium
- lithium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
Definitions
- the invention relates to the field of metallurgy of aluminum-based alloys, in particular to an alloy of the aluminum-copper-magnesium-lithium system used for the manufacture of semi-finished products and articles thereof used as structural materials for aerospace engineering.
- aluminum - lithium alloys have a unique combination of mechanical properties, namely low density, high modulus of elasticity and sufficiently high strength characteristics.
- the presence of these properties makes it possible to use the alloys of this system as a structural material for aerospace engineering, which makes it possible to improve a number of flight technical characteristics of aircraft, in particular, reducing the mass of vehicles, saving fuel, increasing load capacity.
- Titanium up to 0.1
- Manganese up to 0.1
- the closest alloy in chemical composition and purpose to the claimed aluminum-based alloy is an alloy containing, wt.%:
- the reasons for the occurrence of the above disadvantages when using the known alloy adopted for the prototype include the fact that the known alloy is characterized by an increased copper content, which negatively affects the heat resistance and ductility during pressure treatment, which leads to increased crack formation, increased rejection by clamps and non-flatness during finishing operations, namely when ironing and dressing semi-finished products, moreover, the high content of sodium and gallium leads to a significant the magnitude of the heat capacity of the alloy, an even greater decrease in its plastic characteristics (A. V Kurdyumov, S.V. Inkin, V. S. Chulkov, G. G. Shadrin., Metallic impurities in aluminum alloys., M.:, Metallurgy. 1988, p.
- the problem to which the invention is directed is to develop an alloy based on aluminum, intended for the manufacture of semi-finished products and products for aerospace engineering from it, free from the disadvantages of the above and inherent in known technical solutions.
- the technical result achieved by the implementation of the invention is to obtain an alloy having increased ductility, which will increase its manufacturability, increase the yield in the manufacture of semi-finished products and products, provide the ability to produce thin sheets, thin-walled profiles and stampings while reducing the complexity of production, while maintaining the required strength and operational characteristics of the alloy, as well as semi-finished products and products from it, presented to structural materials la aerospace engineering.
- the problem with the achievement of the aforementioned technical result in the implementation of the invention is solved by the fact that the known aluminum-based alloy containing lithium, copper, magnesium, zirconium, beryllium, titanium, nickel, manganese, gallium, zinc, sodium, additionally contains calcium and at least one element selected from the group consisting of vanadium and scandium, in the following ratio, May. %: Lithium 1.6 - 1.9
- Calcium 0.005 - 0.02 At least one element selected from the group consisting of: Vanadium 0.005 - 0.01
- the aluminum-based alloy used for the manufacture of semi-finished products and products differs from the prototype both quantitatively (low content of copper, gallium and sodium), and qualitatively
- a decrease in the copper content in the alloy to the limits of 1.3 - 1.5 wt.% Allows it to be almost completely converted into a solid solution, which leads to a significant decrease in the volume fraction of coarse intermetallic compounds of copper-containing phases, which was established by electron microscopic examination of the alloy, and as a result increase the ductility of the alloy.
- a decrease in the copper content below 1.3 wt.% Will not affect the increase in the ductility characteristics of the alloy, but will significantly reduce its strength characteristics.
- gallium and sodium do not form phases with aluminum and accumulate at the grain boundary, which leads to brittle fracture along the grain boundary during crystallization of the alloy and its processing by pressure.
- Alloy W 1 corresponds to the alloy adopted as a prototype, alloys N 9 2,3,4 correspond to the proposed. Melting of the charge, refining and casting of ingots was carried out at a temperature of 710 - 730 0 C.
- Example 1
- clad sheets were made from the flat ingots of each alloy. Sheets were made according to one technological scheme by hot rolling at a temperature of 430 0 C to a thickness of 6.5 mm. rolled up and then after annealing at a temperature of 400 0 C by cold rolling.
- the sheet of alloy W 1 managed to be rolled only to a thickness of 0.9 mm. and further rolling was stopped due to the presence of flaws on the side edges of the sheet with a depth of more than 30 mm. and the presence of two cliffs in a roll.
- Sheets of alloys N 1 - 2,3,4 were rolled without breaks to a thickness of 0.5 mm.
- Samples were cut along, across and at an angle of 45 ° relative to the rolling direction.
- Profiles from different alloys were made according to one technological scheme by pressing at a temperature of 400 0 C, followed by quenching of the profiles in water, and aging at a temperature of 150 0 C for 24 hours.
- Stampings from different alloys were made according to one technological scheme by means of blank stamping at a temperature of 410 0 C, preliminary stamping at a temperature of 410 0 C, and after etching by final stamping at a temperature of 400 0 C, followed by quenching at a temperature of 500 0 C for 2 hours and aging at a temperature of 150 0 C for 24 hours.
- the proposed alloy ensures the achievement of the goal - improving the ductility of the alloy, and as a result, increasing its manufacturability, increasing the yield in the production of semi-finished products and products from it, making it possible to produce thin sheets, thin-walled profiles and stampings while reducing the complexity of production and maintaining the required strength and performance characteristics of the alloy, as well as semi-finished products and products from it, presented to structural materials for I aerospace engineering.
Abstract
The invention relates to aluminium-based alloy metallurgy, in particular to the alloy of an alluminium-copper-magnesium-lithium system for producing semi-finished products and articles therefrom which are used in the capacity of structural materials for aerospace engineering. The aim of said invention is to improve the plasticity and processabilty of the alloys of the alluminium-copper-magnesium-lithium system, increase the yield of a material suitable for producing semifinished materials and articles made therefrom, make it possible to produce thin sheets, thin-walled sections and stampings and simultaneously to reduce labour intensity and save strength and operation characteristics of structural materials used in aerospace engineering. Said technical result is attainable by that the alloy contains elements at the following component ratio : 1.6-1.9 mass % lithium, i.3-1.5 mass % copper, 0.7-1.1 mass % magnesium, 0.04-0.2 mass % zirconium, 0.02-0.2 mass % beryllium,0.01-0.1 titanium, 0.01-o.15 mass % nickel, 0.01-0.2 manganese, up to 0.001 mass % gallium, 0.01-0.3 mass % zinc, up to 0.0005 mass % sodium, 0.005-0.02 mass % calcium and at least one element selected from a group containing of 0.005-0.01 mass % vanadium and 0.005-0.01 mass % scandium, the rest being aluminium.
Description
Сплав на основе алюминия Aluminum Alloy
Область техникиTechnical field
Изобретение' относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности к сплаву системы алюминий - медь - магний - литий, применяемого для изготовления полуфабрикатов и изделий из него, используемых в качестве конструкционных материалов для авиакосмической техники.The invention 'relates to the field of metallurgy of aluminum-based alloys, in particular to an alloy of the aluminum-copper-magnesium-lithium system used for the manufacture of semi-finished products and articles thereof used as structural materials for aerospace engineering.
Известно, что алюминий - литиевые сплавы обладают уникальным сочетанием механических свойств, а именно малой плотностью, повышенным модулем упругости и достаточно высокими прочностными характеристиками. Наличие указанных свойств дает возможность использовать сплавы этой системы в качестве конструкционного материала для авиакосмической техники, что позволяет улучшить ряд летно-технических характеристик летательных аппаратов, в частности, снижение массы аппаратов, экономия горючего, увеличение грузоподъемности.It is known that aluminum - lithium alloys have a unique combination of mechanical properties, namely low density, high modulus of elasticity and sufficiently high strength characteristics. The presence of these properties makes it possible to use the alloys of this system as a structural material for aerospace engineering, which makes it possible to improve a number of flight technical characteristics of aircraft, in particular, reducing the mass of vehicles, saving fuel, increasing load capacity.
Однако, алюминий - литиевые сплавы обладают одним недостатком - низкой пластичностью в состояниях близких к максимальной прочности (H. И. Фридляндер. , К.В.Чуистов, А.Л.Березина, Н.И.Колобнев, Алюминий- литиевые сплавы. Структура и свойства., Киев: Наук. Думка, 1992, с.177 ) .
Предшествующий уровень техникиHowever, aluminum - lithium alloys have one drawback - low ductility in states close to maximum strength (H. I. Fridlyander., K.V. Chuistov, A. L. Berezina, N. I. Kolobnev, Aluminum-lithium alloys. Structure and properties., Kiev: Science. Dumka, 1992, p. 177). State of the art
Известен сплав на основе алюминия, содержащий, мае. % :Known aluminum-based alloy containing May. %:
Литий 1,7 - 2,0Lithium 1.7 - 2.0
Медь 1,6 - 2,0Copper 1.6 - 2.0
Магний 0,7 - 1,1Magnesium 0.7 - 1.1
Цирконий 0,04 - 0,16 Бериллий 0,02 - 0,2Zirconium 0.04 - 0.16 Beryllium 0.02 - 0.2
Титан 0,01 - 0,07Titanium 0.01 - 0.07
Никель 0,02 - 0,15Nickel 0.02 - 0.15
Марганец 0,01 - 0,4Manganese 0.01 - 0.4
Алюминий Остальное (Авторское свидетельство СССР N' 1767916, МКИ С 22Aluminum Else (USSR Author's Certificate N '1767916, MKI S 22
С 21/16, дата публикации 1997.08.20).C 21/16, publication date 1997.08.20).
Недостатками указанного сплава являются его низкая технологичность, высокая трудоемкость изготовления и низкие выхода годного при изготовлении полуфабрикатов и изделий из него, невозможность получения из него тонких листов, тонкостенных профилей и штамповок.The disadvantages of this alloy are its low manufacturability, the high complexity of manufacturing and low yield in the manufacture of semi-finished products and products from it, the inability to obtain from it thin sheets, thin-walled profiles and stampings.
К причинам, обуславливающим возникновение указанных выше недостатков при использовании известного сплава, относится то, что в известном сплаве относительно высокое содержание меди отрицательно влияет на горячеломкость и пластичность при обработке давлением, что приводит к повышенному
трещинообразованию, повышенной отбраковке по зажимам и неплоскостности при отделочных операциях, а именно при прогладке и правке полуфабрикатов .The reasons for the occurrence of the above disadvantages when using the known alloy include the fact that in the known alloy, a relatively high copper content negatively affects the heat resistance and ductility during pressure treatment, which leads to an increased crack formation, increased rejection by clamps and non-flatness during finishing operations, namely when laying and dressing semi-finished products.
Известен сплав на основе алюминия - 8093 , (обозначение сплава находится в соответствии с номерами сплавов и соответствует определениям, зарегистрированным Алюминиевой ассоциацией, Вашингтон,Known aluminum-based alloy - 8093, (the designation of the alloy is in accordance with the alloy numbers and complies with the definitions registered by the Aluminum Association, Washington,
США) содержащий, мае. %:USA) containing May. %:
Литий 1,9 - 2,6Lithium 1.9 - 2.6
Медь 1,0 - 1,6Copper 1.0 - 1.6
Магний 0,9 - 1,6Magnesium 0.9 - 1.6
Цирконий 0,04 - 0,14Zirconium 0.04 - 0.14
Титан до 0,1 Марганец до 0,1Titanium up to 0.1 Manganese up to 0.1
Цинк до 0,25Zinc up to 0.25
Алюминий ОстальноеAluminum Else
(Международное обозначение сплавов и пределы химического состава деформируемых алюминия и алюминиевых сплавов, Алюминиевая ассоциация: 2004, с.12, 13 )(International designation of alloys and chemical composition limits of wrought aluminum and aluminum alloys, Aluminum Association: 2004, p.12, 13)
Недостатками указанного сплава являются повышенная стоимость сплава, его низкая технологичность, высокая трудоемкость изготовления и низкие выхода годного при изготовлении полуфабрикатов и изделий из него, невозможность получения из него тонких листов, тонкостенных профилей и штамповок.The disadvantages of this alloy are the increased cost of the alloy, its low manufacturability, high labor input and low yield in the manufacture of semi-finished products and products from it, the impossibility of obtaining thin sheets, thin-walled profiles and stampings from it.
К причинам, обуславливающим возникновение указанных выше недостатков при использовании
известного сплава, относится то, что в известном сплаве повышенное содержание лития, имеющего высокую стоимость, кроме того, повышенное содержания лития приводит к образованию упрочняющих фаз несколько повышающих прочностные характеристики сплава, но при этом значительно снижающих его пластичность при литье и обработке давлением, что приводит к повышенному трещинообразованию, повышенной отбраковке по зажимам и неплоскостности при отделочных операциях, а именно при прогладке и правке полуфабрикатов.The reasons for the occurrence of the above disadvantages when using known alloy, it refers to the fact that in the known alloy an increased lithium content having a high cost, in addition, an increased lithium content leads to the formation of hardening phases somewhat increasing the strength characteristics of the alloy, but significantly reducing its ductility during casting and pressure treatment, which leads to to increased crack formation, increased rejection by clamps and non-flatness during finishing operations, namely when laying and dressing semi-finished products.
Наиболее близким сплавом по химическому составу и назначению к заявленному сплаву на основе алюминия является сплав, содержащий, мac.%:The closest alloy in chemical composition and purpose to the claimed aluminum-based alloy is an alloy containing, wt.%:
Литий 1,7 - 2,0Lithium 1.7 - 2.0
Медь 1,6 - 2,0Copper 1.6 - 2.0
Магний 0,7 - 1,1Magnesium 0.7 - 1.1
Цирконий 0,04 - 0,2Zirconium 0.04 - 0.2
Бериллий 0,02 - 0,2 Титан 0,01 - 0,1Beryllium 0.02 - 0.2 Titanium 0.01 - 0.1
Никель 0,01 - 0,15Nickel 0.01 - 0.15
Марганец 0,001 - 0,05Manganese 0.001 - 0.05
Галлий 0,001 - 0,05Gallium 0.001 - 0.05
Цинк 0,01 - 0,3 Натрий 0,0005 - 0,001Zinc 0.01 - 0.3 Sodium 0.0005 - 0.001
Алюминий ОстальноеAluminum Else
(Патент РФ W 2180928, МПК 7 С 22 С 21/00, С 22 С 21/16, дата публикации 2002.03.27;.
Недостатком указанного сплава, принятого за прототип, являются его относительно низкая технологичность, высокая трудоемкость изготовления и низкие выхода годного при изготовлении полуфабрикатов и изделий из него, невозможность получения из него тонких листов, тонкостенных профилей и штамповок.(RF patent W 2180928, IPC 7 C 22 C 21/00, C 22 C 21/16, publication date 2002.03.27 ;. The disadvantage of this alloy, taken as a prototype, is its relatively low manufacturability, high labor input and low yield in the manufacture of semi-finished products and products from it, the inability to obtain thin sheets, thin-walled profiles and stampings from it.
К причинам, обуславливающим возникновение указанных выше недостатков при использовании известного сплава, принятого за прототип, относится то, что известный сплав характеризуется повышенным содержание меди, что отрицательно влияет на горячеломкость и пластичность при обработке давлением, что приводит к повышенному трещинообразованию, повышенной отбраковке по зажимам и неплоскостности при отделочных операциях, а именно при прогладке и правке полуфабрикатов, более того, повышенное содержание натрия и галлия приводит к значительному увеличению горячеломкости сплава, еще большему снижению его пластических характеристик (А. В Курдюмов, С.В.Инкин, В. С. Чулков, Г.Г.Шадрин., Металлические примеси в алюминиевых сплавах., M.:, Металлургия. 1988, с. 90,99), что значительно усложняет задачу получения годных слитков и последующего получения полуфабрикатов различными видами обработки давлением, а также проведение качественной плакировки катаных полуфабрикатов, вследствие образования на их поверхности значительных участков неприварившейся плакировки.
Раскрытие изобретенияThe reasons for the occurrence of the above disadvantages when using the known alloy adopted for the prototype include the fact that the known alloy is characterized by an increased copper content, which negatively affects the heat resistance and ductility during pressure treatment, which leads to increased crack formation, increased rejection by clamps and non-flatness during finishing operations, namely when ironing and dressing semi-finished products, moreover, the high content of sodium and gallium leads to a significant the magnitude of the heat capacity of the alloy, an even greater decrease in its plastic characteristics (A. V Kurdyumov, S.V. Inkin, V. S. Chulkov, G. G. Shadrin., Metallic impurities in aluminum alloys., M.:, Metallurgy. 1988, p. 90.99), which greatly complicates the task of producing suitable ingots and the subsequent preparation of semi-finished products by various types of pressure treatment, as well as high-quality cladding of rolled semi-finished products, due to the formation of significant sections of welded cladding on their surface. Disclosure of invention
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке сплава на основе алюминия, предназначенного для изготовления из него полуфабрикатов и изделий для авиакосмической техники, свободных от недостатков перечисленных выше и присущих известным техническим решениям. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в получении сплава обладающего повышенной пластичностью, что позволит повысить его технологичность, увеличить выход годного при изготовлении полуфабрикатов и изделий, обеспечить возможность производства тонких листов, тонкостенных профилей и штамповок при снижении трудоемкости производства, при сохранении требуемых прочностных и эксплуатационных характеристик сплава, а также полуфабрикатов и изделий из него, предъявляемых к конструкционным материалам для авиакосмической техники.The problem to which the invention is directed, is to develop an alloy based on aluminum, intended for the manufacture of semi-finished products and products for aerospace engineering from it, free from the disadvantages of the above and inherent in known technical solutions. The technical result achieved by the implementation of the invention is to obtain an alloy having increased ductility, which will increase its manufacturability, increase the yield in the manufacture of semi-finished products and products, provide the ability to produce thin sheets, thin-walled profiles and stampings while reducing the complexity of production, while maintaining the required strength and operational characteristics of the alloy, as well as semi-finished products and products from it, presented to structural materials la aerospace engineering.
Поставленная задача с достижением упомянутого технического результата при осуществлении изобретения решается тем, что известный сплав на основе алюминия, содержащий литий, медь, магний, цирконий, бериллий, титан, никель, марганец, галлий, цинк, натрий, дополнительно содержит кальций и по крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей ванадий и скандий, при следующем соотношении компонентов, мае. % :
Литий 1,6 - 1,9The problem with the achievement of the aforementioned technical result in the implementation of the invention is solved by the fact that the known aluminum-based alloy containing lithium, copper, magnesium, zirconium, beryllium, titanium, nickel, manganese, gallium, zinc, sodium, additionally contains calcium and at least one element selected from the group consisting of vanadium and scandium, in the following ratio, May. %: Lithium 1.6 - 1.9
Медь 1,3 - 1,5Copper 1.3 - 1.5
Магний 0,7 - 1,1Magnesium 0.7 - 1.1
Цирконий 0,04 - 0,2 Бериллий 0,02 - 0,2Zirconium 0.04 - 0.2 Beryllium 0.02 - 0.2
Титан 0,01 - 0,1Titanium 0.01 - 0.1
Никель 0,01 - 0,15Nickel 0.01 - 0.15
Марганец 0,01 - 0,2Manganese 0.01 - 0.2
Галлий до 0,001 Цинк 0,01 - 0,3Gallium up to 0.001 Zinc 0.01 - 0.3
Натрий до 0,0005Sodium up to 0.0005
Кальций 0,005 - 0,02 По крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей: Ванадий 0,005 - 0,01Calcium 0.005 - 0.02 At least one element selected from the group consisting of: Vanadium 0.005 - 0.01
Скандий 0,005 - 0,01Scandium 0.005 - 0.01
Алюминий ОстальноеAluminum Else
Сплав на основе алюминия используемый для изготовления полуфабрикатов и изделий отличается от прототипа как количественно (пониженное содержание меди, галлия и натрия) , так и качественноThe aluminum-based alloy used for the manufacture of semi-finished products and products differs from the prototype both quantitatively (low content of copper, gallium and sodium), and qualitatively
(дополнительно содержит кальций, и по крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей ванадий и скандий) .(additionally contains calcium, and at least one element selected from the group consisting of vanadium and scandium).
Мы установили, что повышенное содержание меди приводит к образованию внутри зерен и на их границах грубых интерметаллидов неправильной формы являющихся медьсодержащими фазами, образующимися при кристаллизации сплава в участках с повышенным
содержанием меди. Данные фазы представляют не отдельные частицы, а обширные скопления, затрудняющие сдвиговые деформации в процессе обработки давлением, что приводит к значительному снижению пластичности сплава.We found that an increased copper content leads to the formation of coarse irregular intermetallic compounds inside grains and at their boundaries, which are copper-containing phases formed during crystallization of the alloy in areas with increased copper content. These phases are not individual particles, but vast accumulations that impede shear deformations during pressure treatment, which leads to a significant decrease in the ductility of the alloy.
Снижение содержания меди в сплаве до пределов 1,3 - 1,5 мac.% позволяет практически полностью перевести ее в твердый раствор, что приводит к значительному уменьшению объемной доли грубых интерметаллидов медьсодержащих фаз, что было установлено электронно- микроскопическим исследованием сплава, и как следствие повышению пластичности сплава. Снижение содержания меди ниже 1,3 мac.% не повлияет на повышение характеристик пластичности сплава, но значительно снизит его прочностные характеристики.A decrease in the copper content in the alloy to the limits of 1.3 - 1.5 wt.% Allows it to be almost completely converted into a solid solution, which leads to a significant decrease in the volume fraction of coarse intermetallic compounds of copper-containing phases, which was established by electron microscopic examination of the alloy, and as a result increase the ductility of the alloy. A decrease in the copper content below 1.3 wt.% Will not affect the increase in the ductility characteristics of the alloy, but will significantly reduce its strength characteristics.
Дополнительно мы установили, что галлий и натрий не образуют фаз с алюминием и скапливаются на границе зерна, что приводит к хрупкому разрушению по границе зерна в процессах кристаллизации сплава и его обработки давлением.In addition, we found that gallium and sodium do not form phases with aluminum and accumulate at the grain boundary, which leads to brittle fracture along the grain boundary during crystallization of the alloy and its processing by pressure.
Нами установлено, что при содержании галлия и натрия ниже 0,001 и 0,0005 мac.% соответственно, они практически полностью растворяются в твердом растворе, что приводит к повышению пластичности сплава. Кальций в количестве 0,005 - 0,02 мac.% является добавкой, связывающей избыточный натрий и другие примесные элементы сплава, приводящей к образованию более округлой формы выделяющихся интерметаллидов и их коагуляции, что приводит к более благоприятным условиям сдвиговой деформации, и как следствие
повышению технологической пластичности сплава.We found that when the gallium and sodium contents are below 0.001 and 0.0005 wt.%, Respectively, they almost completely dissolve in the solid solution, which leads to an increase in the ductility of the alloy. Calcium in an amount of 0.005 - 0.02 wt.% Is an additive that binds excess sodium and other impurity elements of the alloy, leading to the formation of a more round shape of precipitated intermetallic compounds and their coagulation, which leads to more favorable conditions of shear deformation, and as a result increase the technological plasticity of the alloy.
Введение одного или более элементов из группы ванадия, скандия в указанных количествах способствует формированию однородной, мелкозернистой структуры, что способствует усилению роли циркония, как модифицирующей добавки, обеспечивающей структурное упрочнение полуфабрикатов и изделий из сплава, что позволяет достичь необходимого уровня прочностных свойств сплава. Из предложенного сплава на основе алюминия могут быть изготовлены различные полуфабрикаты: листы и плиты, штамповки, прессованные изделия. Из полуфабрикатов предложенного сплава могут быть получены различные изделия, например панели для обшивки фюзеляжных конструкций летательных аппаратов, элементы силового набора, сварные топливные баки и другие элементы авиакосмической техники.
The introduction of one or more elements from the vanadium, scandium group in the indicated amounts promotes the formation of a homogeneous, fine-grained structure, which enhances the role of zirconium as a modifying additive, providing structural hardening of semi-finished products and alloy products, which allows to achieve the required level of strength properties of the alloy. Various semi-finished products can be made from the proposed aluminum-based alloy: sheets and plates, stampings, extruded products. Various products can be obtained from semi-finished products of the proposed alloy, for example, panels for cladding the fuselage structures of aircraft, elements of a power set, welded fuel tanks and other elements of aerospace engineering.
Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention
В промышленных условиях из каждого сплава, химический состав которых приведен в таблице 1, были отлиты плоский слиток сечением 300x1100 мм. и круглые слитки диаметрами 190 мм. и 350 мм.In industrial conditions, a flat ingot with a cross section of 300x1100 mm was cast from each alloy, the chemical composition of which is shown in Table 1. and round ingots with diameters of 190 mm. and 350 mm.
Сплав W 1 соответствует сплаву, принятому в качестве прототипа, сплавы N9 2,3,4 соответствуют предлагаемому. Плавление шихты, рафинирование и литье слитков производили при температуре 710 - 730 0C. Пример 1Alloy W 1 corresponds to the alloy adopted as a prototype, alloys N 9 2,3,4 correspond to the proposed. Melting of the charge, refining and casting of ingots was carried out at a temperature of 710 - 730 0 C. Example 1
В дальнейшем из плоских слитков каждого сплава были изготовлены плакированные листы. Листы изготавливались по одной технологической схеме путем горячей прокатки при температуре 4300C до толщины 6,5 мм. со сверткой в рулоны и затем после отжига при температуре 4000C путем холодной прокатки.Subsequently, clad sheets were made from the flat ingots of each alloy. Sheets were made according to one technological scheme by hot rolling at a temperature of 430 0 C to a thickness of 6.5 mm. rolled up and then after annealing at a temperature of 400 0 C by cold rolling.
Следует отметить, что лист из сплава W 1 удалось прокатать только до толщины 0,9 мм. и дальнейший прокат был остановлен из-за наличия на боковых кромках листа рванин глубиной более 30 мм. и наличия в рулоне двух обрывов.It should be noted that the sheet of alloy W 1 managed to be rolled only to a thickness of 0.9 mm. and further rolling was stopped due to the presence of flaws on the side edges of the sheet with a depth of more than 30 mm. and the presence of two cliffs in a roll.
Листы из сплавов N1- 2,3,4 были прокатаны без обрывов до толщины 0,5 мм.Sheets of alloys N 1 - 2,3,4 were rolled without breaks to a thickness of 0.5 mm.
Дальнейшие отделочные операции прогладка и правка листов растяжением из сплавов N' 2,3,4 в сравнении со сплавом W 1 несмотря на их меньшую толщину, прошли более успешно и с меньшей отбраковкой на окончательной приемке по дефектам: зажимы, неплоскостность и трещины.
Таблица 1Further finishing operations, the laying and dressing of sheets by stretching from N '2,3,4 alloys in comparison with the W 1 alloy, despite their smaller thickness, were more successful and with less rejection at the final inspection for defects: clamps, flatness and cracks. Table 1
Выход годного при производстве листов из сплавов N' 2,3,4 был выше на 30%, чем из сплава E- 1.The yield for the production of sheets from alloys N '2,3,4 was 30% higher than from alloy E-1.
В дальнейшем образцы из листов W 1,2,3,4 испытали при статическом растяжении с определением предела прочности (σв) , предела текучести (σo,г) ι относительного удлинения (δ,%).Subsequently, samples from sheets W 1,2,3,4 were tested under static tension with the determination of tensile strength (σ c ), yield strength (σo, g) ι relative elongation (δ,%).
Образцы вырезались вдоль, поперек и под углом 45° относительно направления прокатки.Samples were cut along, across and at an angle of 45 ° relative to the rolling direction.
Результаты механических испытаний представлены в таблице 2.The results of the mechanical tests are presented in table 2.
Из таблицы 2 видно, что предлагаемый сплав превосходит известный сплав (прототип) по характеристикам пластичности при сохранении требуемых прочностных характеристик. Пример 2From table 2 it can be seen that the proposed alloy is superior to the known alloy (prototype) in terms of ductility while maintaining the required strength characteristics. Example 2
Из круглых слитков диаметром 190 мм. каждого сплава были изготовлены профили (уголки с толщиной полок до 5 мм. ) .From round ingots with a diameter of 190 mm. profiles of each alloy were made (corners with a shelf thickness of up to 5 mm.).
Профили из разных сплавов изготавливались по одной технологической схеме путем прессования при температуре 400 0C, с последующей закалкой профилей в воде, и старением при температуре 150 0C в течение 24 часов .Profiles from different alloys were made according to one technological scheme by pressing at a temperature of 400 0 C, followed by quenching of the profiles in water, and aging at a temperature of 150 0 C for 24 hours.
Выход годного при производстве профилей из сплавов W 2,3,4 был выше на 15%, чем из сплава W 1.The yield for the production of profiles from W 2,3,4 alloys was 15% higher than from W 1 alloy.
Пример 3Example 3
Из круглых слитков диаметром 350 мм. каждого сплава были изготовлены штамповки толщиной стенки 40 мм.
Таблица 2From round ingots with a diameter of 350 mm. of each alloy were stamped with a wall thickness of 40 mm. table 2
<*>< * >
Штамповки из разных сплавов изготавливались по одной технологической схеме путем заготовительной штамповки при температуре 410 0C, предварительной штамповки при температуре 410 0C, и после травления путем окончательной штамповки при температуре 400 0C, с последующей закалкой при температуре 500 0C в течение 2 часов и старением при температуре 150 0C в течение 24 часов.Stampings from different alloys were made according to one technological scheme by means of blank stamping at a temperature of 410 0 C, preliminary stamping at a temperature of 410 0 C, and after etching by final stamping at a temperature of 400 0 C, followed by quenching at a temperature of 500 0 C for 2 hours and aging at a temperature of 150 0 C for 24 hours.
Выход годного при производстве штамповок из сплава N! 2,3,4 был выше на 10%, чем из сплава N! 1.Suitable for the production of stampings from alloy N ! 2,3,4 was 10% higher than N alloy ! one.
Таким образом, предлагаемый сплав обеспечивает достижение поставленной цели - повышение характеристик пластичности сплава, и как следствие повышение его технологичности, увеличение выхода годного при производстве полуфабрикатов и изделий из него, обеспечение возможности производства тонких листов, тонкостенных профилей и штамповок при снижении трудоемкости производства и сохранении требуемых прочностных и эксплуатационных характеристик сплава, а также полуфабрикатов и изделий из него, предъявляемых к конструкционным материалам для авиакосмической техники .
Thus, the proposed alloy ensures the achievement of the goal - improving the ductility of the alloy, and as a result, increasing its manufacturability, increasing the yield in the production of semi-finished products and products from it, making it possible to produce thin sheets, thin-walled profiles and stampings while reducing the complexity of production and maintaining the required strength and performance characteristics of the alloy, as well as semi-finished products and products from it, presented to structural materials for I aerospace engineering.
Claims
1. Сплав на основе алюминия, содержащий литий, медь, магний, цирконий, бериллий, титан, никель, марганец, галлий, цинк, натрий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кальций и по крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей ванадий и скандий, при следующем соотношении компонентов, мае. % :1. An aluminum-based alloy containing lithium, copper, magnesium, zirconium, beryllium, titanium, nickel, manganese, gallium, zinc, sodium, characterized in that it additionally contains calcium and at least one element selected from the group including vanadium and scandium, with the following ratio of components, May. %:
Литий 1,6 - 1,9Lithium 1.6 - 1.9
Медь 1,3 - 1,5Copper 1.3 - 1.5
Магний 0,7 - 1,1Magnesium 0.7 - 1.1
Цирконий 0,04 - 0,2 Бериллий 0,02 - 0,2Zirconium 0.04 - 0.2 Beryllium 0.02 - 0.2
Титан 0,01 - 0,1Titanium 0.01 - 0.1
Никель 0,01 - 0,15Nickel 0.01 - 0.15
Марганец 0,01 - 0,2Manganese 0.01 - 0.2
Галлий до 0,001 Цинк 0,01 - 0,3Gallium up to 0.001 Zinc 0.01 - 0.3
Натрий до 0,0005Sodium up to 0.0005
Кальций 0,005 - 0,02Calcium 0.005 - 0.02
По крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей: Ванадий 0,005 - 0,01At least one element selected from the group consisting of: Vanadium 0.005 - 0.01
Скандий 0,005 - 0,01Scandium 0.005 - 0.01
Алюминий Остальное Aluminum Else
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT07747842T ATE455874T1 (en) | 2006-03-27 | 2007-03-07 | ALUMINUM-BASED ALLOY |
EP07747842A EP2006403B1 (en) | 2006-03-27 | 2007-03-07 | Aluminium-based alloy |
DE07747842T DE07747842T1 (en) | 2006-03-27 | 2007-03-07 | ALLOY ALUMINUM BASE |
DE602007004465T DE602007004465D1 (en) | 2006-03-27 | 2007-03-07 | ALLOY ALUMINUM BASE |
US11/920,090 US20090068056A1 (en) | 2006-03-27 | 2007-03-07 | Aluminum-based alloy |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109658 | 2006-03-27 | ||
RU2006109658/02A RU2310005C1 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Aluminum base alloy and product of such alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2007111529A1 true WO2007111529A1 (en) | 2007-10-04 |
Family
ID=38541383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2007/000109 WO2007111529A1 (en) | 2006-03-27 | 2007-03-07 | Aluminium-based alloy |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090068056A1 (en) |
EP (1) | EP2006403B1 (en) |
AT (1) | ATE455874T1 (en) |
DE (2) | DE07747842T1 (en) |
ES (1) | ES2319718T3 (en) |
PT (1) | PT2006403E (en) |
RU (1) | RU2310005C1 (en) |
WO (1) | WO2007111529A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8437332B2 (en) | 2009-06-22 | 2013-05-07 | Qualcomm Incorporated | Low complexity unified control channel processing |
WO2015181210A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Basf Se | Polymer for use as protective layers and other components in electrochemical cells |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1767916A (en) | 1926-06-23 | 1930-06-24 | Coleman Automatic Transmission | Transmission |
US4232910A (en) * | 1976-04-12 | 1980-11-11 | Motor Wheel Corporation | Systems and methods for controlling trailer brakes as a function of trailer wheel rotation |
JPH02294448A (en) * | 1989-04-21 | 1990-12-05 | Cegedur Pechiney Rhenalu | Al-li-cu-mg alloy superior in low tempera- ture deformability and damage resistance |
RU2163940C1 (en) * | 1999-08-09 | 2001-03-10 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminum-base alloy and article made of it |
RU2180928C1 (en) | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminum-based alloy and a piece made from this alloy |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1412280A (en) * | 1920-03-29 | 1922-04-11 | Aluminum Co Of America | Aluinum alloy |
AT407404B (en) * | 1998-07-29 | 2001-03-26 | Miba Gleitlager Ag | INTERMEDIATE LAYER, IN PARTICULAR BOND LAYER, FROM AN ALUMINUM-BASED ALLOY |
-
2006
- 2006-03-27 RU RU2006109658/02A patent/RU2310005C1/en active
-
2007
- 2007-03-07 DE DE07747842T patent/DE07747842T1/en active Pending
- 2007-03-07 AT AT07747842T patent/ATE455874T1/en active
- 2007-03-07 DE DE602007004465T patent/DE602007004465D1/en active Active
- 2007-03-07 US US11/920,090 patent/US20090068056A1/en not_active Abandoned
- 2007-03-07 WO PCT/RU2007/000109 patent/WO2007111529A1/en active Application Filing
- 2007-03-07 PT PT07747842T patent/PT2006403E/en unknown
- 2007-03-07 ES ES07747842T patent/ES2319718T3/en active Active
- 2007-03-07 EP EP07747842A patent/EP2006403B1/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1767916A (en) | 1926-06-23 | 1930-06-24 | Coleman Automatic Transmission | Transmission |
US4232910A (en) * | 1976-04-12 | 1980-11-11 | Motor Wheel Corporation | Systems and methods for controlling trailer brakes as a function of trailer wheel rotation |
JPH02294448A (en) * | 1989-04-21 | 1990-12-05 | Cegedur Pechiney Rhenalu | Al-li-cu-mg alloy superior in low tempera- ture deformability and damage resistance |
RU2163940C1 (en) * | 1999-08-09 | 2001-03-10 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminum-base alloy and article made of it |
RU2180928C1 (en) | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminum-based alloy and a piece made from this alloy |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
N.I. FRIDLYANDER ET AL., ALUMINUM-LITHIUM ALLOYS. STRUCTURE AND PROPERTIES, 1992, pages 177 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PT2006403E (en) | 2010-04-26 |
EP2006403A4 (en) | 2009-03-18 |
ES2319718T1 (en) | 2009-05-12 |
DE07747842T1 (en) | 2009-04-30 |
EP2006403A1 (en) | 2008-12-24 |
DE602007004465D1 (en) | 2010-03-11 |
RU2310005C1 (en) | 2007-11-10 |
US20090068056A1 (en) | 2009-03-12 |
ATE455874T1 (en) | 2010-02-15 |
ES2319718T3 (en) | 2010-05-28 |
EP2006403B1 (en) | 2010-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3124633B1 (en) | An automotive suspension part and method for producing same | |
EP2899287B1 (en) | Aluminum alloy plate for automobile part | |
EP2274454B1 (en) | Alloy composition and preparation thereof | |
EP2219860B1 (en) | Clad sheet product and method for its production | |
EP1945825A1 (en) | Al-cu-mg alloy suitable for aerospace application | |
JP2013525608A5 (en) | ||
US10501835B2 (en) | Thin sheets made of an aluminium-copper-lithium alloy for producing airplane fuselages | |
US20160222491A1 (en) | High strength aluminum alloy sheet | |
JP6176393B2 (en) | High-strength aluminum alloy plate with excellent bending workability and shape freezing property | |
JP2015175045A (en) | Aluminum alloy sheet for constructional material | |
JP5215710B2 (en) | Magnesium alloy with excellent creep characteristics at high temperature and method for producing the same | |
JP2001262264A (en) | Al-Mg-Si SERIES Al ALLOY SHEET EXCELLENT IN TOUGHNESS AND BENDABILITY | |
JP2017078211A (en) | Aluminum alloy sheet having high moldability | |
JP6223669B2 (en) | Aluminum alloy sheet for automobile parts | |
JP6223670B2 (en) | Aluminum alloy sheet for automobile parts | |
US20180274073A1 (en) | High-strength alloy based on aluminium and method for producing articles therefrom | |
JP2006257505A (en) | Aluminum alloy sheet having excellent extension flange formability | |
US20170073802A1 (en) | Forged aluminum alloy material and method for producing same | |
RU2327758C2 (en) | Aluminium base alloy and products made out of it | |
JP2008062255A (en) | SUPERPLASTIC MOLDING METHOD FOR Al-Mg-Si BASED ALUMINUM ALLOY SHEET HAVING REDUCED GENERATION OF CAVITY, AND Al-Mg-Si BASED ALUMINUM ALLOY MOLDED SHEET | |
WO2007111529A1 (en) | Aluminium-based alloy | |
WO2019163161A1 (en) | Magnesium alloy and method for producing magnesium alloy | |
JP2018154869A (en) | Aluminum alloy sheet excellent in press moldability, ridging mark property and bh property | |
WO2019189521A1 (en) | High-strength aluminum alloy, and aluminum alloy sheet and aluminum alloy member using said aluminum alloy | |
RU2412270C1 (en) | Alloy on base of aluminium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 11920090 Country of ref document: US |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07747842 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2007747842 Country of ref document: EP |