RU2082807C1

RU2082807C1 - Deformable thermically nonhardenable aluminium-base alloy

Info

Publication number: RU2082807C1
Application number: RU95103826A
Authority: RU
Inventors: Валерий Владимирович Захаров; Юрий Аркадьевич Филатов; Валентин Юрьевич Конкевич; Андрей Алексеевич Ильенок; Виктор Степанович Сухомлин
Original assignee: Валерий Владимирович Захаров; Юрий Аркадьевич Филатов; Валентин Юрьевич Конкевич; Андрей Алексеевич Ильенок; Виктор Степанович Сухомлин
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1997-06-27
Also published as: RU95103826A

Abstract

FIELD: metallurgy of alloys. SUBSTANCE: aluminium-base alloy containing magnesium, manganese, zirconium, beryllium has additionally scandium, vanadium, cerium at the following ratio of components, wt.-%: magnesium 3.9-5.2; manganese 0.1-0.6; zirconium 0.05-0.15; beryllium 0.0001-0.005; scandium 0.15-0.35; vanadium 0.01-0.05; cerium 0.0005-0.004, and aluminium - the rest. Proposed alloy ensures to increase strength of alloy, retain plasticity, decrease weight of structure. EFFECT: enhanced quality and property of alloy. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности деформируемых термически неупрочняемых сплавов, предназначенных для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструктивного материала. The invention relates to the field of metallurgy of alloys, in particular deformable thermally unstrengthened alloys intended for use in the form of deformed semi-finished products as a structural material.

Существует в металлургии большое число деформируемых термически неупрочняемых сплавов на основе алюминия, в частности сплав АМг6 (ГОСТ 4784-74) следующего химического состава, мас. There is a large number of metallurgical deformable thermally unstrengthened alloys based on aluminum, in particular the alloy AMg6 (GOST 4784-74) of the following chemical composition, wt.

Магний 5,8 6,9
Марганец 0,5 0,8
Титан 0,02 0,1
Бериллий 0,0002 0,005
Алюминий Остальное
Существующий сплав обладает высокой пластичностью, достаточно высокой коррозийной стойкостью и хорошей свариваемостью.Magnesium 5.8 6.9
Manganese 0.5 0.8
Titanium 0.02 0.1
Beryllium 0.0002 0.005
Aluminum Else
The existing alloy has high ductility, a sufficiently high corrosion resistance and good weldability.

Однако прочностные характеристики существующего сплава невысоки. However, the strength characteristics of the existing alloy are low.

Известен деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия (Алюминиевые сплавы. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы. Справочное руководство. М. Металлургия, 1972, c. 44) - прототип, следующего химического состава, мас. Known deformable thermally non-hardening alloy based on aluminum (Aluminum alloys. Industrial deformable, sintered and cast aluminum alloys. Reference guide. M. Metallurgy, 1972, p. 44) - prototype, the following chemical composition, wt.

Магний 5,5 6,5
Марганец 0,8 1,1
Цирконий 0,02 0,1
Бериллий 0,0001 0,005
Алюминий Остальное
Известный сплав обладает достаточно высокой пластичностью и высокими эксплуатационными свойствами, однако прочностные свойства известного сплава невысоки.Magnesium 5.5 6.5
Manganese 0.8 1.1
Zirconium 0.02 0.1
Beryllium 0.0001 0.005
Aluminum Else
The known alloy has a sufficiently high ductility and high performance properties, however, the strength properties of the known alloy are low.

Предлагается деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, марганец, цирконий, бериллий, в который дополнительно введены скандий, ванадий, церий и компоненты взяты в следующем соотношении, мас. A deformable thermally non-hardenable aluminum-based alloy is proposed, containing magnesium, manganese, zirconium, beryllium, to which scandium, vanadium, cerium are additionally introduced, and the components are taken in the following ratio, wt.

Магний 3,9 5,2
Марганец 0,1 0,6
Цирконий 0,05 0,15
Бериллий 0,0001 0,005
Скандий 0,15 0,35
Ванадий 0,01 0,05
Церий 0,0005 0,004
Алюминий Остальное.Magnesium 3.9 5.2
Manganese 0.1 0.6
Zirconium 0.05 0.15
Beryllium 0.0001 0.005
Scandium 0.15 0.35
Vanadium 0.01 0.05
Cerium 0.0005 0.004
Aluminum Else.

Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит скандий, ванадий и церий при следующем соотношении компонентов, мас. The proposed alloy differs from the prototype in that it additionally contains scandium, vanadium and cerium in the following ratio of components, wt.

Магний 3,9 5,2
Марганец 0,1 0,6
Цирконий 0,05 0,15
Бериллий 0,0001 0,005
Скандий 0,15 0,35
Ванадий 0,01 0,05
Церий 0,0005 0,004
Алюминий Остальное
Технический результат повышение прочностных характеристик сплава, что позволит снизить вес конструкции из этого сплава и повысить характеристики весовой отдачи.Magnesium 3.9 5.2
Manganese 0.1 0.6
Zirconium 0.05 0.15
Beryllium 0.0001 0.005
Scandium 0.15 0.35
Vanadium 0.01 0.05
Cerium 0.0005 0.004
Aluminum Else
The technical result is an increase in the strength characteristics of the alloy, which will reduce the weight of the structure of this alloy and increase the characteristics of the weight return.

При содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве образуются вторичные выделения дисперсных частиц интерметаллидов, содержащих алюминий и переходные металлы, входящие в состав сплава. Происходит непосредственное упрочнение частицами интерметаллидов и торможение рекристаллизационных процессов при нагреве, что значительно повышает прочность сплава. Горячедеформированные полуфабрикаты из сплава предлагаемого состава имеют нерекристаллизованную (полигонизованную) структуру, характеризующуюся высокой термической стабильностью. В то же время за счет пластичной матрицы, представляющей собой твердый раствор магния и марганца в алюминии, сохраняется высокая пластичность сплава, обеспечивающая хорошую деформируемость при горячей обработке давлением и высокую работоспособность деформированных полуфабрикатов, также мелкозернистая структура слитка, образующаяся в результате модифицирующего действия скандия в сочетании с добавками других переходных металлов, входящих в состав сплава. With the content and ratio of components in the proposed alloy, secondary precipitates of dispersed particles of intermetallic compounds containing aluminum and transition metals that are part of the alloy are formed. There is a direct hardening by particles of intermetallic compounds and inhibition of recrystallization processes during heating, which significantly increases the strength of the alloy. Hot-deformed semi-finished alloy products of the proposed composition have an unrecrystallized (polygonized) structure, characterized by high thermal stability. At the same time, due to the plastic matrix, which is a solid solution of magnesium and manganese in aluminum, high plasticity of the alloy is maintained, which ensures good deformability during hot working and high workability of deformed semi-finished products, as well as the fine-grained structure of the ingot resulting from the modifying action of scandium in combination with additives of other transition metals included in the alloy.

С использованием технического алюминия марки А85, чушкового магния МГ90, двойной лигатур алюминий-марганец, алюминий-цирконий, алюминий-берилий, алюминий-скандий, алюминий-ванадий, алюминий-церий в электропечи готовили расплав и методом полунепрерывного литья отливали круглые слитки диаметром 174 мм из сплава предлагаемого состава с минимальным, оптимальным, максимальным содержанием компонентов, с запредельным содержанием компонентов, а также из известного сплава по прототипу (табл.1). Using technical grade A85 aluminum, Mg90 ingot magnesium, aluminum-manganese double alloys, zirconium aluminum, beryllium aluminum, scandium aluminum, vanadium aluminum, cerium aluminum, a melt was prepared in an electric furnace and 174 mm round ingots were cast by semi-continuous casting from an alloy of the proposed composition with a minimum, optimal, maximum content of components, with a transcendental content of components, as well as from a known alloy according to the prototype (table 1).

Слитки гомогенизировали, обтачивали до диаметра 145 мм, затем прессовали при 400^oC на пруток диаметром 65 мм, который служил материалом для исследований. Механические свойства прессованных прутков определяли путем испытания при комнатной температуре стандартных образцов, вырезанных из горячепрессованных прутков в состоянии без термической обработки. В качестве прочностных характеристик взяли предел прочности (σ_в) и предел текучести (σ_0,2) в качестве пластической характеристики относительное удлинение (δ) Результаты механических испытаний приведены в табл.2.The ingots were homogenized, grinded to a diameter of 145 mm, then pressed at 400 ^° C onto a bar with a diameter of 65 mm, which served as a material for research. The mechanical properties of extruded rods were determined by testing at room temperature standard samples cut from hot-pressed rods in a state without heat treatment. The strength characteristics were taken as the tensile strength (σ _in ) and yield strength (σ _0.2 ) as a plastic characteristic, the relative elongation (δ) The results of mechanical tests are given in table 2.

Как видно из табл. 2, предлагаемый сплав обладает более высокими (на 20-40 МПа) прочностными характеристиками по сравнению с известным при сохранении пластичности, что позволяет снизить вес конструкции на 10-15% и повысить характеристики весовой отдачи: снижение расхода топлива на единицу веса конструкции на 5-10% увеличение полезной нагрузки на единицу веса конструкции на 10-12% As can be seen from the table. 2, the proposed alloy has higher (by 20-40 MPa) strength characteristics compared to the known one while maintaining ductility, which allows to reduce the weight of the structure by 10-15% and increase the characteristics of the weight return: reducing fuel consumption per unit weight of the structure by 5- 10% increase in payload per unit weight of the structure by 10-12%

Claims

Wrought thermally unstrengthened aluminum-based alloy containing magnesium, manganese, zirconium and beryllium, characterized in that it additionally contains scandium, vanadium and cerium in the following ratio of components, wt.

Magnesium 3.9 5.2
Manganese 0.1 0.6
Zirconium 0.05 0.15
Beryllium 0.0001 0.005
Scandium 0.15 0.35
Vanadium 0.01 0.05
Cerium 0.0005 0.004
Aluminum Else