RU2067041C1 - Aluminium alloy for strengthening surface welding - Google Patents
Aluminium alloy for strengthening surface welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2067041C1 RU2067041C1 RU94020611A RU94020611A RU2067041C1 RU 2067041 C1 RU2067041 C1 RU 2067041C1 RU 94020611 A RU94020611 A RU 94020611A RU 94020611 A RU94020611 A RU 94020611A RU 2067041 C1 RU2067041 C1 RU 2067041C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- nickel
- strontium
- alloy
- surface welding
- Prior art date
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 229910021326 iron aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910000907 nickel aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к области создания сварочных проволок на основе алюминия для износостойкой наплавки, с целью упрочнения наиболее нагруженных зон отдельных деталей современных машин и, в частности поршней двигателей. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the field of creating aluminum-based welding wires for wear-resistant surfacing, with the aim of hardening the most loaded areas of individual parts of modern machines and, in particular, pistons of engines.
Известна проволока из алюминиевого сплава свАК10 (ГОСТ 7871-75), содержащая 7 10% кремния, 0,6% железа, 0,2% цинка, 0,1% меди, 0,1% магния. Known aluminum alloy wire svAK10 (GOST 7871-75) containing 7 10% silicon, 0.6% iron, 0.2% zinc, 0.1% copper, 0.1% magnesium.
Использование этой проволоки для износостойкой наплавки наиболее нагруженных деталей из алюминиевых сплавов неэффективна, т.к. в составе проволоки количество легирующих компонентов меньше, чем в составе сплавов, используемых для изготовления высоконагруженных деталей (АЛ25, АЛ30), что уменьшает прочность и износостойкость. The use of this wire for wear-resistant surfacing of the most loaded parts from aluminum alloys is inefficient, because the amount of alloying components in the wire is less than in the alloys used for the manufacture of highly loaded parts (AL25, AL30), which reduces the strength and wear resistance.
Известен сплав, содержащий 6 12% кремния, до 6% меди, 2 6% магния, до 3% железа, 16 25% никеля, остальное алюминий (заявка ЕПВ (ЕР) N 0095604, B 23 K 35/28, 1983 ). Этот сплав предназначен для наплавки, например поршней двигателей. Known alloy containing 6 12% silicon, up to 6% copper, 2 6% magnesium, up to 3% iron, 16 25% nickel, the rest is aluminum (application EPO (EP) N 0095604, B 23 K 35/28, 1983). This alloy is intended for surfacing, for example, engine pistons.
Недостатком этого сплава является низкая износостойкость наплавленного слоя, связанная с очень грубыми выделениями фаз на основе алюминидов железа и никеля. The disadvantage of this alloy is the low wear resistance of the deposited layer, associated with very rough precipitation of phases based on iron and nickel aluminides.
Предлагается сплав для упрочняющей наплавки на основе алюминия, содержащий кремний, железо, медь, магний, никель, марганец, титан, церий, стронций при следующем соотношении компонентов (мас.):
Кремний 5,0 18,0
Железо 1,0 8,0
Медь 1,0 3,0
Магний 0,5 2,0
Марганец 0,5 1,5
Титан 0,1 0,3
Никель 0,5 10,0
Церий 0,05 3,0
Стронций 0,05 0,1
Алюминий Остальное
при соотношении стронция к сумме железо + никель в пределах от 1 160 до 1 20.An alloy is proposed for hardening surfacing based on aluminum, containing silicon, iron, copper, magnesium, nickel, manganese, titanium, cerium, strontium in the following ratio of components (wt.):
Silicon 5.0 18.0
Iron 1.0 8.0
Copper 1.0 3.0
Magnesium 0.5 2.0
Manganese 0.5 1.5
Titanium 0.1 0.3
Nickel 0.5 10.0
Cerium 0.05 3.0
Strontium 0.05 0.1
Aluminum Else
when the ratio of strontium to the total iron + Nickel in the range from 1 160 to 1 20.
Техническим результатом разработки предлагаемого сплава является повышение износостойкости наплавленного металла и, как следствие, увеличение срока службы изделий. The technical result of the development of the proposed alloy is to increase the wear resistance of the weld metal and, as a result, increase the service life of the products.
Введение марганца, церия, титана, стронция при соотношении элементов в предлагаемых пределах приводит к увеличению степени легирования твердого раствора, измельчению структуры и изменению дисперсности и морфологии эвтектических фаз AlmFenNil. В итоге в наплавленном слое формируется структура, представляющая из себя компактные глобулярные фазы AlmFenNil кристаллизационного происхождения в твердом растворе, отличающемся высокой твердостью как при комнатной, так и при повышенной температуре.The introduction of manganese, cerium, titanium, strontium with a ratio of elements within the proposed range leads to an increase in the degree of alloying of the solid solution, refinement of the structure and a change in the dispersion and morphology of the eutectic phases Al m Fe n Ni l . As a result, a structure is formed in the deposited layer, which is a compact globular phase Al m Fe n Ni l of crystallization origin in a solid solution, characterized by high hardness both at room and at elevated temperature.
Такой характер структуры обеспечивает высокую износостойкость наплавленного слоя, в том числе при повышенной температуре, которая характерна для условий эксплуатации таких деталей как поршни двигателя. This nature of the structure provides high wear resistance of the deposited layer, including at elevated temperatures, which is typical for operating conditions of such parts as engine pistons.
При содержании компонентов и соотношении Sr к сумме Fe + Ni ниже предлагаемого не обеспечивается диспергирование и изменение морфологии фаз и в итоге не достигается увеличение износостойкости наплавки. When the content of the components and the ratio of Sr to the sum of Fe + Ni is lower than the proposed one, dispersion and a change in the morphology of the phases are not provided, and as a result, an increase in the wear resistance of the surfacing is not achieved.
При содержании компонентов и соотношении Sr к сумме Fe + Ni выше предлагаемого описанные структурные изменения резко снижаются вероятно вследствие связывания легирующих компонентов в фазы иного стехиометрического состава и увеличение износостойкости наплавки не достигается. When the content of the components and the ratio of Sr to the sum of Fe + Ni is higher than the proposed, the described structural changes are sharply reduced, probably due to the binding of the alloying components to phases of a different stoichiometric composition and an increase in the wear resistance of the surfacing is not achieved.
Сплавы составов, указанных в таблице, были получены в виде проволоки ⌀ 3 мм. Наплавка проволокой осуществлялась методом аргонодуговой сварки на поршни сплава АЛ25 в зоне канавки первого компрессионного кольца. После наплавки из поршня вырезали образцы и испытывали трением о стальную призму при температуре 300oС в течение 10 мин. Износостойкость оценивали по потере массы образца и по диаметру пятна износа.Alloys of the compositions indicated in the table were obtained in the form of a wire ⌀ 3 mm. Surfacing with wire was carried out by argon-arc welding onto pistons of the AL25 alloy in the groove zone of the first compression ring. After surfacing, samples were cut out from the piston and tested by friction against a steel prism at a temperature of 300 ° C for 10 minutes. Wear resistance was evaluated by the weight loss of the sample and by the diameter of the wear spot.
Исследование микроструктуры наплавленного слоя показало, что при наплавке проволокой из сплава известного состава фазы Al Fe Ni имеют грубую пластинчатую и игольчатую форму, а при наплавке предлагаемым сплавом фазы имеют глобулярную форму. The study of the microstructure of the deposited layer showed that when welding with a wire from an alloy of known composition, the Al Fe Ni phases have a rough plate and needle shape, and when surfacing with the proposed alloy, the phases have a globular shape.
Анализ результатов испытаний показывает, что использование для упрочняющей наплавки проволоки предлагаемого состава позволяет на 30 40% повысить износостойкость наплавленного металла, что соответственно на 30 50% увеличивает ресурс работы деталей. ТТТ1 ТТТ2 Analysis of the test results shows that the use of the proposed composition for hardening surfacing of the wire makes it possible to increase the wear resistance of the deposited metal by 30–40%, which accordingly increases the life of parts by 30–50%. TTT1 TTT2
Claims (1)
Железо 1,0 8,0
Медь 1,0 3,0
Магний 0,5 2,0
Марганец 0,5 1,5
Титан 0,1 0,3
Никель 0,5 10,0
Церий 0,05 3,0
Стронций 0,05 0,1
Алюминий Остальное
при соотношении стронция и суммы железо + никель в пределах от 1:160 до 1:20.Silicon 5.0 18.0
Iron 1.0 8.0
Copper 1.0 3.0
Magnesium 0.5 2.0
Manganese 0.5 1.5
Titanium 0.1 0.3
Nickel 0.5 10.0
Cerium 0.05 3.0
Strontium 0.05 0.1
Aluminum Else
with a ratio of strontium and the amount of iron + nickel in the range from 1: 160 to 1:20.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020611A RU2067041C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Aluminium alloy for strengthening surface welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020611A RU2067041C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Aluminium alloy for strengthening surface welding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94020611A RU94020611A (en) | 1996-02-20 |
| RU2067041C1 true RU2067041C1 (en) | 1996-09-27 |
Family
ID=20156723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94020611A RU2067041C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Aluminium alloy for strengthening surface welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2067041C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458171C2 (en) * | 2007-05-24 | 2012-08-10 | Алюминиум Райнфельден ГмбХ | Hot-resistant aluminium alloy |
| US9038704B2 (en) | 2011-04-04 | 2015-05-26 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Aluminum alloy compositions and methods for die-casting thereof |
-
1994
- 1994-06-02 RU RU94020611A patent/RU2067041C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Заявка ЕПВ N 0095604, кл. В 2З К 35/28, 1983. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458171C2 (en) * | 2007-05-24 | 2012-08-10 | Алюминиум Райнфельден ГмбХ | Hot-resistant aluminium alloy |
| US8574382B2 (en) | 2007-05-24 | 2013-11-05 | Aluminium Rheinfelden Gmbh | Heat-resistant aluminium alloy |
| US9038704B2 (en) | 2011-04-04 | 2015-05-26 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Aluminum alloy compositions and methods for die-casting thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4055177B2 (en) | Aluminum alloy for die casting with excellent mechanical strength and ball joint device using the same | |
| RU2001145C1 (en) | Cast aluminum-base alloy | |
| RU2067041C1 (en) | Aluminium alloy for strengthening surface welding | |
| US5168014A (en) | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material | |
| JPS59193238A (en) | Abrasion resistant aluminum alloy for extrusion forging | |
| JP2923578B2 (en) | Wear resistant aluminum alloy | |
| JPS58503B2 (en) | Tainetsei Aluminum Powder | |
| JPH10226840A (en) | Aluminum alloy for piston | |
| SU1094377A1 (en) | Aluminium-base castable alloy | |
| RU2012622C1 (en) | Copper-base alloy | |
| SU1657320A1 (en) | Composition of powder wire mixture | |
| RU2138574C1 (en) | Aluminum-based castable alloy | |
| JPH02149630A (en) | Piston material for internal combustion engine | |
| RU2082806C1 (en) | Casting aluminium alloy | |
| JP2693175B2 (en) | Aluminum alloy with excellent heat resistance | |
| RU2030475C1 (en) | Aluminium-base antifriction alloy | |
| RU2012629C1 (en) | Copper-base alloy | |
| RU2012633C1 (en) | Foundry aluminium-base alloy | |
| SU1573044A1 (en) | Alubinium-base alloy | |
| RU1709746C (en) | Aluminium base wear-resistant alloy | |
| GB2066853A (en) | Zinc-based alloys | |
| SU805643A1 (en) | Casting alloy based on aluminium | |
| SU1747525A1 (en) | Antifrictional alloy on the basis of aluminium | |
| RU2012635C1 (en) | Aluminium-base alloy | |
| RU2126060C1 (en) | Aluminium based-alloy |