RU2558807C1 - Высокопрочный алюминиевый литейный сплав - Google Patents
Высокопрочный алюминиевый литейный сплав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558807C1 RU2558807C1 RU2014134433/02A RU2014134433A RU2558807C1 RU 2558807 C1 RU2558807 C1 RU 2558807C1 RU 2014134433/02 A RU2014134433/02 A RU 2014134433/02A RU 2014134433 A RU2014134433 A RU 2014134433A RU 2558807 C1 RU2558807 C1 RU 2558807C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- foundry alloy
- aluminum
- strength aluminium
- rest
- Prior art date
Links
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к производству фасонных отливок из сплава на основе алюминия, применяемых в качестве нагруженных деталей, длительно работающих при температурах до 300°C в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Сплав содержит, мас. %: Cu 2,0-5,5, Mn 0,1-2,5, Cd 0,01-1,5, Si 0,01-1,0, Mg 0,01-0,9, Fe 0,01-1,0, по меньшей мере один элемент из группы: Ti 0,01-0,5, Zr 0,01-0,5, Y 0,001-0,5, In 0,001-0,5, Al - остальное. Техническим результатом изобретения является получение для сплавов данного типа высоких прочностных характеристик при комнатной и повышенной температурах, низкой горячеломкости, удовлетворительной жидкотекучести и линейной усадки. 2 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к производству фасонных отливок из сплава на основе алюминия, применяемых в качестве нагруженных деталей, длительно работающих при температурах до 300°C в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Известен литейный сплав на основе алюминия, содержащий, масс. %:
Cu 4,5-5,3;
Mn 0,6-1,0;
Ti 0,25-0,45;
Fe, Si, Mg, Zr, Zn, Ni - примеси с общим содержанием до 0,9;
Al - остальное.
(А.с. СССР №114063, опубл. 06.04.1957.)
Недостатками сплава являются невысокие механические свойства (предел прочности до 350 МПа) и низкие технологические свойства относительно настоящего изобретения.
Известен также сплав на основе алюминия, содержащий, масс. %:
Cu 4,7-9,0;
Mn 0,01-1,0;
Ti 0,1-0,5;
Si <1,0;
Fe <0,6;
Sb, Be, Bi, В, Cd, Ca, Ce, Cr, Co, Pb, Li, Mo, Nb, Ni, Ag, Та, Те, Tl, Th, W, V, Zn, Zr, Y - примеси с общим содержанием до 1,5;
Al - остальное.
(Патент Великобритании GB 578222, дата публикации 20.06.1946.)
Недостатками сплава являются невысокие механические свойства (предел прочности до 430 МПа) и большой процент общего содержания примесей, который ведет к нестабильности свойств.
В настоящее время предъявляются повышенные требования к сплавам по механическим свойствам, таким образом, существующие сплавы уже не могут полностью удовлетворять конструкторов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сплав на основе алюминия, содержащий медь, марганец, магний, титан, серебро, цирконий и, опционно, ванадий при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Si 0,1-1,0;
Cu 3,0-7,0;
Mn 0,05-1,5;
Mg 0,01-2,0;
Ti 0,01-0,10;
Ag 0,05-1,0;
Zr до 0,1;
V до 0,15;
Fe до 0,15;
Al - остальное.
(Европейский патент ЕР 2719784, публикация от 16.04.2014 г.)
Недостатком сплава-прототипа являются сложность последующей обработки, низкие литейные свойства, дороговизна некоторых добавок. Так, обработка сплава-прототипа включает в себя гомогенизацию, горячую ковку, закалку, холодное прессование, полное искусственное старение. Такой сплав нельзя применять для производства фасонных отливок.
Задачей предлагаемого изобретения является создание высокопрочного литейного сплава на основе алюминия с высокими механическими свойствами при комнатной и повышенной (до 300°C) температурах.
Технический результат: получение высоких прочностных характеристик при комнатной и повышенной температурах, при сохранении низкой горячеломкости, удовлетворительной жидкотекучести и линейной усадки, характерных для сплавов данного типа.
Технический результат достигается тем, что предложен литейный сплав на основе алюминия, содержащий медь, марганец, магний, железо, кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кадмий и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из титана, циркония, иттрия, индия, что упомянутые элементы содержатся при следующем соотношении, масс. %:
Cu 2,0-5,5;
Mn 0,1-2,5;
Cd 0,01-1,5;
Si 0,01-1,0;
Mg 0,01-0,9;
Fe 0,01-1,0;
по меньшей мере один элемент из группы:
Ti 0,01-0,5;
Zr 0,01-0,5;
Y 0,001-0,5;
In 0,001-0,5;
Al - остальное.
Ниже приводятся данные по влиянию химических элементов на характеристики сплава при заявленных соотношениях компонентов.
Медь образует с алюминием фазу CuAl2, которая растворяется в твердом растворе после закалки и старения и обеспечивает упрочнение сплава. При введении марганца образуется фаза Т (Al12Mn2Cu), которая имеет повышенную твердость и пониженную склонность к коагуляции при длительном воздействии температуры. Мельчайшие частицы этой фазы образуются в процессе распада α-твердого раствора как при охлаждении в процессе кристаллизации, так и при нагреве под закалку и располагается достаточно равномерно внутри зерен α-твердого раствора, способствуя повышению прочности при комнатной и повышенных температурах. Кадмий, атомный радиус которого больше, чем у алюминия (rCd=1.49 Å, rA1=1.43 Å), захватывает избыточные вакансии. Такие группы, тормозя передвижение атомов меди при старении, создают предпосылки для ограничения роста размеров зон Гинье-Престона (ЗГП), увеличивают их общее объемное содержание. Происходящее при этом значительное искажение кристаллической решетки обеспечивает упрочнение сплава.
Комплексное модифицирование титаном, цирконием, иттрием и индием способствует более эффективному измельчению зерна и значительному повышению прочности и пластичности сплава. Введение иттрия способствует повышению технологических свойств - снижается горячеломкость и повышается жидкотекучесть.
Установлено, что при данном соотношении и содержании введенных компонентов сплав имеет высокие механические и технологические показатели, позволяющие получать фасонные отливки, длительно работающие при температурах до 300°C.
При этом литейные свойства сплава следующие:
- горячеломкость (ширина кольца) 25 мм;
- жидкотекучесть 250 мм;
- линейная усадка 1,25%.
Механические свойства при 20°C, режим термообработки Т5:
σв=430-480 МПа, σ0,2=290-320 МПа, δ=10-14%.
Примеры осуществления
Пример 1
Сплав разного состава (см. Таблицу 1) готовили в электрических печах сопротивления в графитово-шамотных тиглях. Литьем в металлические формы отливали стандартные образцы ⌀12 мм для определения механических свойств при комнатной температуре. Образцы испытывали после закалки и искусственного старения.
Отливали в песчаные формы прутковую пробу на жидкотекучесть (диаметр прутков 5 мм). Средняя длина прутков получилась равной 250 мм при максимально возможной длине 600 мм.
Отливали в песчаные формы кольца для определения горячеломкости (СМИ 222-55). Толщина кольца - 5 мм, наружный диаметр - 107 мм. Кольцо шириной 25 мм имело трещины, кольца шириной от 27,5 мм трещин не имели.
Пример 2.
Изделие (фасонная отливка), выполненное из предлагаемого сплава. Фасонные отливки, изготовленные из сплава по настоящему изобретению, прошли контроль качества. Брака по литью не обнаружено.
В Таблице 1 приведен химический состав предлагаемого сплава и сплава-прототипа.
В Таблице 2 приведены механические и технологические (литейные) свойства. Из Таблицы 2 следует, что по сравнению со сплавом-прототипом, предлагаемый сплав имеет лучшие механические свойства при комнатной температуре и лучшие механические свойства при повышенных температурах.
Таким образом, предлагаемый сплав на основе алюминия рекомендуется применять в изделиях самолетостроения и автомобилестроения в качестве нагруженных деталей при комнатной и повышенной температурах.
Claims (1)
- Высокопрочный алюминиевый литейный сплав, содержащий медь, марганец, кремний, магний, железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кадмий и по меньшей мере один элемент из группы, состоящей из титана, циркония, иттрия, индия, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Cu 2,0-5,5 Mn 0,1-2,5 Cd 0,01-1,5 Si 0,01-1,0 Mg 0,01-0,9 Fe 0,01-1,0 по меньшей мере один элемент из группы: Ti 0,01-0,5 Zr 0,01-0,5 Y 0,001-0,5 In 0,001-0,5 Al - остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134433/02A RU2558807C1 (ru) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | Высокопрочный алюминиевый литейный сплав |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134433/02A RU2558807C1 (ru) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | Высокопрочный алюминиевый литейный сплав |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558807C1 true RU2558807C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014134433/02A RU2558807C1 (ru) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | Высокопрочный алюминиевый литейный сплав |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558807C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105937003A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-14 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种替代qt500大直径传动轮盘的铝合金材料及其离心铸造成型方法 |
CN106119639A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种替代qt500传动轴的铝合金材料及其挤压成型方法 |
CN108411169A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-17 | 挪威科技大学 | Al-Mg-Si合金及其制备方法 |
CN110527870A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-03 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种含Mn-Fe-Cu的高导热铸造铝合金及其制备方法 |
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) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1170394B1 (en) * | 2000-06-12 | 2004-04-21 | Alcoa Inc. | Aluminium sheet products having improved fatigue crack growth resistance and methods of making same |
RU2233903C1 (ru) * | 2003-04-22 | 2004-08-10 | Открытое акционерное общество "Композит" | Сплав на основе алюминия |
RU2247789C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Композит" | Литейный сплав на основе алюминия |
EP2719784A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-04-16 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum alloy having excellent high-temperature characteristics |
-
2014
- 2014-08-25 RU RU2014134433/02A patent/RU2558807C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1170394B1 (en) * | 2000-06-12 | 2004-04-21 | Alcoa Inc. | Aluminium sheet products having improved fatigue crack growth resistance and methods of making same |
RU2233903C1 (ru) * | 2003-04-22 | 2004-08-10 | Открытое акционерное общество "Композит" | Сплав на основе алюминия |
RU2247789C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Композит" | Литейный сплав на основе алюминия |
EP2719784A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-04-16 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum alloy having excellent high-temperature characteristics |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105937003A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-14 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种替代qt500大直径传动轮盘的铝合金材料及其离心铸造成型方法 |
CN106119639A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种替代qt500传动轴的铝合金材料及其挤压成型方法 |
CN106119639B (zh) * | 2016-06-29 | 2018-06-29 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种替代qt500传动轴的铝合金材料及其挤压成型方法 |
CN108411169A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-17 | 挪威科技大学 | Al-Mg-Si合金及其制备方法 |
CN110527870A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-03 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种含Mn-Fe-Cu的高导热铸造铝合金及其制备方法 |
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 |
---|---|---|
RU2558807C1 (ru) | Высокопрочный алюминиевый литейный сплав | |
RU2689825C1 (ru) | Алюминиевый сплав | |
JP5703881B2 (ja) | 高強度マグネシウム合金およびその製造方法 | |
KR101159790B1 (ko) | 고연성 및 고인성의 마그네슘 합금 및 이의 제조방법 | |
US11286542B2 (en) | Aluminum alloy for die casting and functional component using the same | |
WO2016015488A1 (zh) | 铝合金及其制备方法和应用 | |
KR102061771B1 (ko) | 개선된 고온 기계적 특성을 가지는 알루미늄 합금 조성물 | |
JP6607464B2 (ja) | 成形可能なマグネシウム型の展伸用合金 | |
US10544495B2 (en) | Casting mold material and Cu—Cr—Zr alloy material | |
KR20170138916A (ko) | 다이캐스트용 알루미늄 합금 및 이를 사용한 알루미늄 합금 다이캐스트 | |
CN111101034A (zh) | 一种低稀土高性能的稀土铝合金及其制备方法 | |
RU2558806C1 (ru) | Жаропрочный сплав на основе алюминия | |
RU2563416C1 (ru) | Литейный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него | |
WO2018088351A1 (ja) | アルミニウム合金押出材 | |
RU2382099C2 (ru) | Литая заготовка из латуни для изготовления колец синхронизаторов | |
Agrawal et al. | Effect of magnesium content on the mechanical properties of Al-Zn-Mg alloys | |
US20180297109A1 (en) | CASTING MOLD MATERIAL AND Cu-Cr-Zr-Al ALLOY MATERIAL | |
JP2020152965A (ja) | アルミニウム合金材、その製造方法及びインペラ | |
RU2484168C1 (ru) | Высокопрочный экономнолегированный сплав на основе алюминия | |
Lech-Grega et al. | Iron Phases in Model Al-Mg-Si-Cu Alloys | |
JP5419061B2 (ja) | マグネシウム合金 | |
JP5522692B2 (ja) | 高強度銅合金鍛造材 | |
RU2613234C2 (ru) | Литая латунь | |
WO2016047484A1 (ja) | 鋳造用モールド材及びCu-Cr-Zr合金素材 | |
WO2022211062A1 (ja) | アルミニウム合金材、その製造方法及び機械部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190211 Effective date: 20190211 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190212 Effective date: 20190212 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200218 Effective date: 20200218 |