RU2590403C1 - Aluminium-based alloy, and method for production of deformed semi-finished products thereof - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly to aluminium-based deformable alloys, and can be applied to production of deformed semi-finished products in form of pressed profiles, rods, tubes, rolled plates and sheets, intended for use in construction, ship building, aircraft, automotive, and other industries. Aluminium-based alloy contains, wt.%: manganese 0.5-2.0, iron 0.2-0.6, magnesium 0.5-1.5, zirconium 0.2-0.6, silicon 0.15-0.6, copper 0.1-0.3, zinc 0.05-0.5, and aluminium - the rest, at ratio Zr/Si = 1 to 2, wherein zirconium in alloy structure is present in form of secondary cubic phase discharges Al₃Zr with grid L1₂ and with average size not more than 20 nm. Method for production of deformed semi-finished products from aluminium-based alloy includes production of molten alloy, obtaining ingot by melt crystallisation, obtaining deformed semi-finished product by deformation of cast ingot, and thermal treatment of deformed semi-finished product, wherein melt crystallisation is performed at temperature exceeding alloy liquefaction by not less than 50°C, and cooling rate in crystallisation interval is not less than 20 K/s, deformation of cast piece is performed at temperatures not exceeding 450 °C, and heat treatment of ready deformed semi-finished product is performed at temperatures 300 to 400 °C. Particularly, ultimate strength exceeds 250 MPa, relative elongation exceeds 8 %, and yield point is above 200 MPa.

EFFECT: technical result is increased level of mechanical properties, including after heating at temperatures of up to 300 °C, which achieved without use of ingot homogenisation or quenching of deformed semi-finished products.

4 cl, 1 ex, 3 tbl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении деформированных полуфабрикатов в виде прессованных профилей, прутков, труб, катаных плит и листов, предназначенных для использования в строительстве, судостроении, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности, например для строительных конструкций, отделки интерьеров, для изготовления, хранения и транспортировки различных химических веществ, радиаторов и т.д. Полученные из материала изделия способны работать в различных средах, в том числе и коррозионной, в широком интервале температур (до 300°C).The invention relates to the field of metallurgy, in particular to wrought aluminum-based alloys, and can be used to obtain deformed semi-finished products in the form of extruded profiles, rods, pipes, rolled plates and sheets intended for use in construction, shipbuilding, aviation, automotive and others industries, for example, for building structures, interior decoration, for the manufacture, storage and transportation of various chemicals, radiators, etc. The products obtained from the material are able to work in various environments, including corrosive, in a wide temperature range (up to 300 ° C).

Предшествующий уровень техникиState of the art

Материалы на основе системы Аl-Мn (сплавы типа АМц (ГОСТ 4784-75) или АА3003) имеют удачное сочетание технологичности при обработке давлением, свариваемости, коррозионной стойкости, теплопроводности, при этом имеют относительно простую технологическую цепочку получения деформируемых полуфабрикатов, благодаря отсутствию операций гомогенизации и закалки (Алиева С.Г., Альтман М.Б. и др. «Промышленные алюминиевые сплавы», М., Металлургия, 1984, 528 с.). Однако их прочностные свойства невысоки, особенно в отожженном состоянии (временное сопротивление не превышает 150 МПа), что ограничивает их применение.Materials based on the Al-Mn system (alloys of the AMts (GOST 4784-75) or AA3003 type) have a good combination of processability in pressure treatment, weldability, corrosion resistance, heat conductivity, while having a relatively simple process chain for the production of deformable semi-finished products, due to the absence of homogenization operations and hardening (Alieva SG, Altman MB and others. "Industrial aluminum alloys", M., Metallurgy, 1984, 528 S.). However, their strength properties are low, especially in the annealed state (temporary resistance does not exceed 150 MPa), which limits their use.

Более высокую прочность могут обеспечить сплавы (система Al-Mg-Si, сплавы типа АА6061 и АА6063), которые частично сохраняют достоинства сплавов 3ххх серии. Однако для достижения высокого уровня технологичности и физико-механических характеристик для сплавов 6ххх серии требуется обязательное использование операций гомогенизации для слитков, закалки и старения для деформированных полуфабрикатов, что в некоторых случаях усложняет и удорожает технологический цикл. Кроме того, изделия из сплавов 6ххх серии не должны подвергаться длительным нагревам выше 200°C, поскольку в противном случае пропадает упрочняющий эффект, связанный с вторичными выделениями метастабильных модификаций фазы Mg₂Si.Alloys (Al-Mg-Si system, AA6061 and AA6063 alloys), which partially preserve the advantages of 3xxx series alloys, can provide higher strength. However, to achieve a high level of manufacturability and physico-mechanical characteristics for alloys of the 6xxx series, it is necessary to use homogenization operations for ingots, quenching and aging for deformed semi-finished products, which in some cases complicates and increases the cost of the technological cycle. In addition, products from alloys of the 6xxx series should not be subjected to prolonged heating above 200 ° C, because otherwise the strengthening effect associated with the secondary precipitation of metastable modifications of the Mg ₂ Si phase will disappear.

В патенте РФ на изобретение №2218437 предлагается материал, содержащий 0,3-1,5% Мn, 0,05-0,9% Fe, 0,001-0,3 Ni и/или Со и в качестве модифицирующей добавки по меньшей мере один из элементов Ti, Cr, Zr, Sc, V, Mo, Hf, В или С, остальное Аl. Материал представляет собой твердый раствор на основе алюминия и равномерно распределенные в нем дисперсные частицы (Al, Mn, Ni и/или Со). Основное назначение модифицирующих добавок Ti, Cr, Zr, Sc, V, Mo, Hf, В или С измельчение рекристаллизованного зерна. Недостатком данного материала является относительно невысокое содержание вторичных выделений соответствующих дисперсоидов, которое недостаточно для сохранения высокого уровня механических свойств после высокотемпературных нагревов. Кроме того, присутствие таких дорогостоящих элементов, как Sc и Hf, существенно увеличивает конечную стоимость деформированных полуфабрикатов.The RF patent for invention No. 2218437 proposes a material containing 0.3-1.5% Mn, 0.05-0.9% Fe, 0.001-0.3 Ni and / or Co and at least one as a modifying additive from elements of Ti, Cr, Zr, Sc, V, Mo, Hf, B or C, the rest is Al. The material is an aluminum-based solid solution and dispersed particles (Al, Mn, Ni and / or Co) uniformly distributed in it. The main purpose of the modifying additives Ti, Cr, Zr, Sc, V, Mo, Hf, B or C is the grinding of recrystallized grains. The disadvantage of this material is the relatively low content of secondary precipitates of the corresponding dispersoids, which is not sufficient to maintain a high level of mechanical properties after high temperature heating. In addition, the presence of expensive elements such as Sc and Hf significantly increases the final cost of deformed semi-finished products.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническая задача изобретения заключается в разработке сплава и способа получения деформированных полуфабрикатов, исключающего операции гомогенизации и закалки, а также обеспечивающих достижение высокого уровня механических свойств, в том числе и после высокотемпературных нагревов при сохранении совокупного набора основных характеристик сплавов 3ххх и 6ххх серии.The technical task of the invention is to develop an alloy and a method for producing deformed semi-finished products, excluding the operation of homogenization and hardening, as well as ensuring the achievement of a high level of mechanical properties, including after high-temperature heating while maintaining an aggregate set of basic characteristics of alloys of the 3xxx and 6xxx series.

Поставленная задача решается тем, что для получения деформированных полуфабрикатов предложен материал на основе алюминия, содержащий марганец и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит магний, цирконий, кремний и, по меньшей мере, один элемент из группы, включающей медь и цинк при следующем соотношении компонентов:The problem is solved in that in order to obtain deformed semi-finished products, an aluminum-based material containing manganese and iron is proposed, characterized in that it additionally contains magnesium, zirconium, silicon and at least one element from the group comprising copper and zinc in the following ratio of components:

МарганецManganese 0,5-2,00.5-2.0 ЖелезоIron 0,2-0,60.2-0.6 МагнийMagnesium 0,5-1,50.5-1.5 ЦирконийZirconium 0,2-0,60.2-0.6 КремнийSilicon 0,15-0,60.15-0.6 МедьCopper 0,1-0,30.1-0.3 ЦинкZinc 0,05-0,50.05-0.5 АлюминийAluminum Остальное,Rest,

при этом цирконий в структуре присутствует в виде вторичных выделений кубической фазы Al₃Zr с решеткой L1₂ и со средним размером не более 20 нм при соотношении Zr/Si=1-2. Сплав может быть выполнен в виде прессованного профиля, прутка, катаной плиты или листа.while zirconium in the structure is present in the form of secondary precipitates of the cubic phase Al ₃ Zr with a L1 ₂ lattice and with an average size of not more than 20 nm with a Zr / Si ratio of 1-2. The alloy can be made in the form of a pressed profile, bar, rolled plate or sheet.

Способ получения деформированных полуфабрикатов из сплава на основе алюминия включает следующие основные этапы: получение расплава, получение слитка путем кристаллизации расплава, получение деформированного полуфабриката путем деформирования литого слитка и термической обработки деформированного полуфабриката, отличающийся тем, что кристаллизацию расплава проводят при температуре, превышающей температуру ликвидуса сплава не менее чем на 50°C, а скорость охлаждения в интервале кристаллизации составляет не менее 20 K/с, деформирование литой заготовки проводят при температуре, не превышающей 450°C, термическую обработку готового деформированного полуфабриката проводят при температуре 300-400°C.The method for producing deformed semi-finished products from an aluminum-based alloy includes the following main steps: obtaining a melt, obtaining an ingot by crystallization of the melt, obtaining a deformed semi-finished product by deforming a cast ingot and heat treatment of a deformed semi-finished product, characterized in that the melt crystallization is carried out at a temperature higher than the liquidus temperature of the alloy not less than 50 ° C, and the cooling rate in the crystallization interval is not less than 20 K / s, deformation the strand is carried out at a temperature not exceeding 450 ° C, heat treating the semi-finished deformed carried out at a temperature of 300-400 ° C.

Техническим результатом является создание нового сплава и способа получения деформированных полуфабрикатов в виде прессованного профиля, прутка, штамповок, катаной плиты или листа с высоким уровнем механических свойств, в том числе после нагревов при температурах до 300°C включительно, достигаемые без использования гомогенизации для слитков и закалки для деформированных полуфабрикатов. В частности, временное сопротивление превышает 250 МПа, относительное удлинение превышает 8%, а предел текучести выше 200 МПа.The technical result is the creation of a new alloy and a method for producing deformed semi-finished products in the form of a pressed profile, bar, stampings, rolled plate or sheet with a high level of mechanical properties, including after heating at temperatures up to 300 ° C inclusive, achieved without using homogenization for ingots and hardening for deformed semi-finished products. In particular, the tensile strength exceeds 250 MPa, the elongation exceeds 8%, and the yield strength is above 200 MPa.

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг. 1 представлена технологическая схема получения деформированных полуфабрикатов из заявленного сплава и промышленного типа АА6063, на фиг. 2 представлена типичная литая структура (структура слитка) заявляемого сплава, на фиг. 3 представлена типичная структура деформированного полуфабриката заявляемого сплава, на фиг. 4 представлена типичная тонкая структура деформированного полуфабриката (вторичные частицы (дисперсоиды) фазы Аl₆Мn), на фиг. 5 представлена типичная тонкая структура деформированного полуфабриката (вторичные частицы (дисперсоиды) фазы Al₃Zr).In FIG. 1 is a flow chart of the production of deformed semi-finished products from the claimed alloy and industrial type AA6063, FIG. 2 shows a typical cast structure (ingot structure) of the inventive alloy, FIG. 3 shows a typical structure of a deformed semi-finished product of the inventive alloy, FIG. 4 shows a typical fine structure of a deformed semi-finished product (secondary particles (dispersoids) of the Al ₆ Mn phase), FIG. Figure 5 shows a typical fine structure of a deformed semi-finished product (secondary particles (dispersoids) of the Al ₃ Zr phase).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

При создании изобретения была поставлена задача разработать сплав со структурой литой заготовки (слитка), представляющей собой пересыщенный переходными элементами алюминиевый твердый раствор с минимальным содержанием избыточных фаз кристаллизационного происхождения. Конечная структура деформированных полуфабрикатов в этом случае должна представлять алюминиевую матрицу с распределенными в ней дисперсоидами (вторичными алюминидами переходных металлов). Реализация такой структуры обеспечит высокую технологичность при обработке давлением без использования операции гомогенизации для слитков и высокий уровень механических свойств для деформированных полуфабрикатов. При этом сплав должен быть пригоден для его получения на серийном промышленном оборудовании, используемом для производства алюминиевых слитков и деформируемых алюминиевых полуфабрикатов. Технологическая схема получения деформированных полуфабрикатов из заявленного сплава (приведена на фигуре 1) существенно проще и короче по сравнению с промышленными сплавами на базе системы Al-Si-Mg (типа АА6063) за счет исключения операций гомогенизации для слитков и закалки для деформированных полуфабрикатов.When creating the invention, the task was to develop an alloy with the structure of a cast billet (ingot), which is an aluminum solid solution supersaturated with transition elements with a minimum content of excess phases of crystallization origin. The final structure of the deformed semi-finished products in this case should be an aluminum matrix with dispersoids distributed in it (secondary transition metal aluminides). The implementation of such a structure will ensure high processability in pressure processing without using the homogenization operation for ingots and a high level of mechanical properties for deformed semi-finished products. In this case, the alloy should be suitable for its production on serial industrial equipment used for the production of aluminum ingots and wrought aluminum semi-finished products. The technological scheme for producing deformed semi-finished products from the claimed alloy (shown in figure 1) is significantly simpler and shorter compared to industrial alloys based on the Al-Si-Mg system (type AA6063) due to the exclusion of homogenization operations for ingots and quenching for deformed semi-finished products.

Для решения поставленной задачи был предложен способ получения деформированных полуфабрикатов, ориентированный на серийное промышленное оборудование. Конечная структура деформированных полуфабрикатов из нового материала представляет собой алюминиевый твердый раствор с распределенными в ней Мn- и Zr-содержащими дисперсоидами.To solve this problem, a method for producing deformed semi-finished products, focused on serial industrial equipment, was proposed. The final structure of the deformed semi-finished products from the new material is an aluminum solid solution with Mn and Zr-containing dispersoids distributed in it.

Обоснование заявляемых количеств легирующих элементов приводится ниже.The rationale for the claimed amounts of alloying elements is given below.

Марганец в заявляемых количествах необходим для образования дисперсоидов фазы Аl₆Mn. При меньших концентрациях количество частиц будет недостаточным для достижения требуемой прочности, а при больших количествах будут ухудшена технологичность при обработке давлением.Manganese in the claimed amounts is necessary for the formation of dispersoids of the Al ₆ Mn phase. At lower concentrations, the number of particles will be insufficient to achieve the required strength, and at large quantities, processability during pressure processing will be impaired.

Цирконий в заявляемых количествах необходим для образования наночастиц фазы Al₃(Zr) (кристаллическая решетка L1₂), имеющих средний размер не более 20 нм. При меньших концентрациях количество последних будет недостаточным для достижения требуемой прочности и термостойкости, а при больших количествах имеется опасность появления первичных кристаллов (кристаллическая решетка D023), что негативно сказывается на механических свойствах и технологичности.Zirconium in the claimed amounts is necessary for the formation of nanoparticles of the Al ₃ (Zr) phase (crystal lattice L1 ₂ ) having an average size of not more than 20 nm. At lower concentrations, the amount of the latter will be insufficient to achieve the required strength and heat resistance, and at large quantities there is a danger of the appearance of primary crystals (crystal lattice D023), which negatively affects the mechanical properties and manufacturability.

Железо и кремний в заявляемых количествах необходимы для образования эвтектических включений (в частности, фазы Al₁₅(Fe, Mn)₃Si₂), способствующих более равномерной деформации в микрообъемах в процессе обработки давлением.Iron and silicon in the claimed amounts are necessary for the formation of eutectic inclusions (in particular, the Al ₁₅ (Fe, Mn) ₃ Si ₂ phase), which contribute to a more uniform deformation in microvolumes during pressure treatment.

Магний, медь и цинк в заявляемых количествах обеспечивают необходимый уровень прочностных характеристик за счет твердорастворного упрочнения. При меньшем их содержании не будет достигнут требуемый уровень механических характеристик, при большем снижена технологичность при обработке давлением.Magnesium, copper and zinc in the claimed quantities provide the necessary level of strength characteristics due to solid solution hardening. With a lower content, the required level of mechanical characteristics will not be achieved, with a greater processability when pressure is reduced.

Обоснование заявляемых технологических параметров способа получения деформированных из данного сплава приведено ниже.The justification of the claimed technological parameters of the method for producing deformed from this alloy is given below.

Снижение температуры расплава ниже, чем на T_L+50°C (T_L - температура ликвидуса сплава), так и уменьшение скорости кристаллизации ниже 20 К/с может привести к формированию грубых первичных кристаллов фазы Al₃Zr (D0₂₃) и снижению концентрации циркония в алюминиевом твердом растворе. Следствием этого будет уменьшение количества наночастиц в окончательной структуре и приведет к снижению прочностных свойств.A decrease in the melt temperature is lower than by T _L + 50 ° C (T _L is the liquidus temperature of the alloy), and a decrease in the crystallization rate below 20 K / s can lead to the formation of coarse primary crystals of the Al ₃ Zr phase (D0 ₂₃ ) and a decrease in the concentration zirconium in aluminum solid solution. The consequence of this will be a decrease in the number of nanoparticles in the final structure and will lead to a decrease in strength properties.

Если температура деформирования исходной заготовки будет превышать 450°C, то размеры вторичных выделений, содержащих Zr, могут превысить 20 нм, что негативно скажется на прочностных свойствах.If the deformation temperature of the initial billet will exceed 450 ° C, then the size of the secondary precipitates containing Zr may exceed 20 nm, which will negatively affect the strength properties.

Если температура отжига деформированного полуфабриката будет превышать 400°C, то размеры вторичных выделений, содержащих Zr, могут превысить 20 нм, что негативно скажется на прочностных свойствах. Если температура отжига деформированного полуфабриката будет ниже 300°C, то распад пересыщенного твердого раствора будет затруднен, что негативно скажется на прочностных свойствах деформируемого полуфабриката.If the temperature of annealing of the deformed semifinished product will exceed 400 ° C, then the size of the secondary precipitates containing Zr may exceed 20 nm, which will negatively affect the strength properties. If the annealing temperature of the deformed semi-finished product is below 300 ° C, then the decomposition of the supersaturated solid solution will be difficult, which will negatively affect the strength properties of the deformed semi-finished product.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Сплавы для заявляемого материала были приготовлены в электрической печи сопротивления в графитошамотных тиглях из алюминия марки А99 (ГОСТ 11069-2001), магния Мг90 (ГОСТ 804-93) и двойных лигатур Al-Mn, Al-50Cu, Al-Zr, Al-Fe, Al-Si (ГОСТ 53777-2010). Состав сплава для заявляемого материала соответствовал составам 2-4 в табл. 1. Слитки сечением 120×40 мм получали литьем в графитовую изложницу со скоростью охлаждения (V_охл) в интервале кристаллизации не менее 20 K/с. В базовом варианте температура литья (Т_литья) превышала не менее чем на 50°C значения температуры ликвидуса (T_L) конкретного сплава. Значение T_L рассчитывали с использованием программы Thermo-Calc (база данных TTAL5).Alloys for the claimed material were prepared in an electric resistance furnace in graphite chamotte crucibles from aluminum grade A99 (GOST 11069-2001), magnesium Mg90 (GOST 804-93) and double alloys Al-Mn, Al-50Cu, Al-Zr, Al-Fe , Al-Si (GOST 53777-2010). The alloy composition for the inventive material corresponded to compositions 2-4 in the table. 1. Ingots of cross section of 40 × 120 mm obtained by molding in a graphite mold at a cooling rate (V _OHL) in the range of crystallization of at least 20 K / s. In the basic version, the casting temperature (T _casting ) exceeded by at least 50 ° C the liquidus temperature (T _L ) of a particular alloy. The T _L value was calculated using the Thermo-Calc program (TTAL5 database).

Структуру сплавов изучали в световом Axio Observer МАТ, электронном сканирующем (JSM-35 CF) и электронном просвечивающем (JEM 2000 EX) микроскопах. Анализ литой структуры слитков (типичная литая структура слитка приведена на фиг. 2) составов №№1-4 табл. 1 не выявил наличия первичных кристаллов фазы Al₃Zr (D0₂₃), в отличие от структуры сплава №5, что является браком и не позволит в дальнейшем достичь заданного уровня механических характеристик.The structure of the alloys was studied in light Axio Observer MAT, electron scanning (JSM-35 CF) and electron transmission (JEM 2000 EX) microscopes. Analysis of the cast structure of the ingots (a typical cast structure of the ingot is shown in Fig. 2) of compositions No. 1-4 of the table. 1 did not reveal the presence of primary crystals of the Al ₃ Zr (D0 ₂₃ ) phase, in contrast to the structure of alloy No. 5, which is a defect and will not allow to achieve a specified level of mechanical characteristics in the future.

Деформацию плоских слитков (прокаткой) проводили при температуре в диапазоне 300-450°C. Типичная структура листов приведена фиг. 3. Отжиг деформированных полуфабрикатов проводили при 300°C в течение 3 ч. Испытание на растяжение листов проводили по ГОСТ 1497-84 (при скорости испытания 10 мм/мин). Как следует из результатов табл. 2, предлагаемый сплав (составы №№2-4) обладает в отожженном состоянии заданным уровнем прочности за счет наличия вторичных выделений дисперсоидов фаз Аl₆Мn (фиг. 4) и Al₃Zr (фиг. 5). Сплав №1 характеризуется пониженной прочностью из-за невысокой доли этих частиц.Deformation of flat ingots (rolling) was carried out at a temperature in the range of 300-450 ° C. A typical sheet structure is shown in FIG. 3. Annealing of deformed semi-finished products was carried out at 300 ° C for 3 hours. The tensile test of the sheets was carried out according to GOST 1497-84 (at a test speed of 10 mm / min). As follows from the results of table. 2, the proposed alloy (compositions No. 2-4) has a predetermined strength level in the annealed state due to the presence of secondary precipitates of phase disperses Al ₆ Mn (Fig. 4) and Al ₃ Zr (Fig. 5). Alloy No. 1 is characterized by reduced strength due to the low proportion of these particles.

Из заявленного сплава состава 3 (табл. 1) были получены цилиндрические (диаметром 44 мм) и плоские слитки (сечением 40×120 мм) с различными скоростями охлаждения (V_охл) в интервале кристаллизации 1 и 20 K/с при разных температурах литья (Т_литья) табл. 3. Как следует из результатов табл.3, предлагаемый способ получения слитка при температуре литья на 50°C выше температуры ликвидуса сплава (T_L) и скорости охлаждения в интервале кристаллизации 20 K/с позволяет достичь заданной литой структуры слитка (фиг. 2).From the claimed composition of the alloy 3 (Table. 1) were obtained cylindrical (diameter 44 mm) and flat bars (cross-section of 40 × 120 mm) with various cooling rates (V _OHL) in the crystallization range 1 and 20 K / s at various temperatures casting ( T _casting) Table. 3. As follows from the results of Table 3, the proposed method for producing an ingot at a casting temperature of 50 ° C higher than the liquidus temperature of the alloy (T _L ) and the cooling rate in the crystallization interval of 20 K / s allows achieving the specified cast ingot structure (Fig. 2) .

Для оценки термостойкости (по потере свойств) деформированных полуфабрикатов (в виде прессованного прутка (диаметром 5 мм) и листа 1 мм) полученные слитки сплава 3 (таблица 1) по вариантам №3 и 4 (таблица 3) были подвергнуты деформации и стабилизирующему отжигу. Оценку потери свойств проводили после нагрева при 300°C в течение 100 часов. Анализ механических свойств прежде всего по пределу текучести выявил не менее чем 3-кратное преимущество деформированных полуфабрикатов, полученных предложенным способом, что обусловлено наличием вторичных выделений фаз Al₃Zr (L1₂) и Al₆Mn.To assess the heat resistance (by loss of properties) of deformed semi-finished products (in the form of a pressed rod (5 mm in diameter) and 1 mm sheet), the obtained alloy 3 ingots (table 1) according to options 3 and 4 (table 3) were subjected to deformation and stabilizing annealing. The loss of properties was evaluated after heating at 300 ° C for 100 hours. An analysis of the mechanical properties, primarily in terms of yield strength, revealed at least a 3-fold advantage of deformed semi-finished products obtained by the proposed method, which is due to the presence of secondary precipitates of the Al ₃ Zr (L1 ₂ ) and Al ₆ Mn phases.

Claims (4)

1. Сплав на основе алюминия, содержащий марганец и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит магний, цирконий, кремний и, по меньшей мере, один элемент из группы, включающей медь и цинк при следующем соотношении компонентов:
марганец 0,5-2,0 железо 0,2-0,6 магний 0,5-1,5 цирконий 0,2-0,6 кремний 0,15-0,6 медь 0,1-0,3 цинк 0,05-0,5 алюминий остальное,
при соотношении Zr/Si=1-2, при этом цирконий в структуре сплава присутствует в виде вторичных выделений кубической фазы Al₃Zr с решеткой L1₂ и со средним размером не более 20 нм.1. An aluminum-based alloy containing manganese and iron, characterized in that it additionally contains magnesium, zirconium, silicon and at least one element from the group comprising copper and zinc in the following ratio of components:
manganese 0.5-2.0 iron 0.2-0.6 magnesium 0.5-1.5 zirconium 0.2-0.6 silicon 0.15-0.6 copper 0.1-0.3 zinc 0.05-0.5 aluminum rest,
at a ratio of Zr / Si = 1-2, while zirconium in the alloy structure is present in the form of secondary precipitates of the cubic phase Al ₃ Zr with a L1 ₂ lattice and with an average size of not more than 20 nm. 2. Способ получения деформированного полуфабриката из сплава на основе алюминия по п. 1, характеризующийся тем, что он включает получение расплава, получение слитка путем кристаллизации расплава, получение деформированного полуфабриката путем деформирования литого слитка и термической обработки деформированного полуфабриката, при этом кристаллизацию расплава проводят при температуре, превышающей температуру ликвидуса сплава не менее чем на 50°C, а скорость охлаждения в интервале кристаллизации составляет не менее 20 K/с, деформирование литой заготовки проводят при температуре, не превышающей 450°C, а термическую обработку готового деформированного полуфабриката проводят при температуре 300-400°C.2. The method of producing a deformed semi-finished product from an aluminum-based alloy according to claim 1, characterized in that it includes obtaining a melt, obtaining an ingot by crystallization of the melt, obtaining a deformed semi-finished product by deformation of the cast ingot and heat treatment of the deformed semi-finished product, while the melt crystallization is carried out at at a temperature exceeding the liquidus temperature of the alloy by at least 50 ° C, and the cooling rate in the crystallization interval is at least 20 K / s, deformation cast billet is carried out at a temperature not exceeding 450 ° C, and the heat treatment of the finished deformed semi-finished product is carried out at a temperature of 300-400 ° C. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что деформированный полуфабрикат выполняют в виде прессованного профиля или прутка.3. The method according to p. 2, characterized in that the deformed semi-finished product is performed in the form of an extruded profile or bar. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что деформированный полуфабрикат выполняют в виде плиты или листа. 4. The method according to p. 2, characterized in that the deformed semi-finished product is performed in the form of a plate or sheet.

Images