[go: up one dir, main page]

RU2693710C1 - ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО - Google Patents

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО Download PDF

Info

Publication number
RU2693710C1
RU2693710C1 RU2018117546A RU2018117546A RU2693710C1 RU 2693710 C1 RU2693710 C1 RU 2693710C1 RU 2018117546 A RU2018117546 A RU 2018117546A RU 2018117546 A RU2018117546 A RU 2018117546A RU 2693710 C1 RU2693710 C1 RU 2693710C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
aluminum
strength
cerium
manganese
Prior art date
Application number
RU2018117546A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Владимирович Захаров
Виктор Владимирович Телешов
Виктория Валерьевна Запольская
Сергей Николаевич Павлюченко
Тимофей Вячеславович Денищев
Тамара Владимировна Быстрюкова
Сергей Владимирович Краснопёров
Станислав Валерьевич Семовских
Дмитрий Васильевич Гусев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС")
Акционерное общество "Научно-исследовательский машиностроительный институт имени В.В. Бахирева" (АО "НИМИ им. В.В. Бахирева")
Акционерное общество "Алюминий металлург Рус" (АО "АМР")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС"), Акционерное общество "Научно-исследовательский машиностроительный институт имени В.В. Бахирева" (АО "НИМИ им. В.В. Бахирева"), Акционерное общество "Алюминий металлург Рус" (АО "АМР") filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС")
Priority to RU2018117546A priority Critical patent/RU2693710C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693710C1 publication Critical patent/RU2693710C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/10Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве высокопрочного конструкционного материала в изделиях разового применения. Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu содержит, мас.%: цинк 7,4-8,4; магний 2,3-3,0; медь 2,0-2,6; марганец 0,05-0,29; титан 0,01-0,05; цирконий 0,05-0,12; хром 0,05-0,15; бериллий 0,0005-0,002; церий 0,001-0,01; железо 0,05-0,25; кремний 0,01-0,10; алюминий – остальное, при этом сплав содержит водород 0,05-0,35 см3/100 г металла. Изобретение направлено на получение сплава с высоким уровнем прочности и достаточной пластичностью, а также получение изделий большого диаметра методом полунепрерывного литья за счет улучшения литейных свойств сплава. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии алюминиевых сплавов, в частности, к деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве высокопрочного конструкционного материала в изделиях разового применения.
Цель изобретения - создание сплава на основе системы Al-Zn-Mg-Cu с хорошими технологическими (в частности, литейными) свойствами, высоким уровнем прочности и удовлетворительными пластическими характеристиками полуфабрикатов в поперечном и по толщине направлениях для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов.
Известен высокопрочный деформируемый термически обрабатываемый сплав на основе алюминия марки 1973 системы Al-Zn-Mg-Cu, предназначенный для изготовления длинномерных деталей летательных аппаратов и содержащий, масс. %:
цинк 5,5-6,7,
магний 2,0-2,6,
медь 1,4-2,2,
марганец до 0,1,
хром до 0,05,
цирконий 0,08-0,16,
титан 0,02-0,07,
кремний до 0,1,
железо до 0,15,
алюминий остальное,
(ОСТ 1 90026-80).
Сплав в виде прессованных панелей и катаных плит используется для изготовления ответственных конструкционных деталей в крыльях летательных аппаратов.
Сплав применяется также для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов.
Недостатком этого сплава является недостаточно высокий уровень прочностных характеристик, что приводит к увеличению массы деталей и, как следствие, к снижению весовой отдачи или к дополнительным энергетическим затратам при эксплуатации изделий.
Известен высокопрочный деформируемый термически обрабатываемый сплав на основе алюминия марки В96Ц1 системы Al-Zn-Mg-Cu, используемый, в частности, для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов и содержащий, масс. %:
цинк 8,0-8,8
магний 2,3-2,8,
медь 2,0-2,6,
цирконий 0,10-0,16,
титан до 0,05,
марганец 0,3-0,6
хром до 0,05
кремний до 0,2,
железо до 0,3,
бериллий до 0,002,
алюминий остальное,
(ТУ1-2-486-86). Прототип.
Сплав применяется для изготовления деталей, использующихся в качестве поддонов артиллерийских выстрелов, требующих высокой прочности используемого материала.
Массивные прессованные профили из этого сплава имеют нерекристаллизованную структуру и высокие механические свойства в направлении прессования (по ТУ1-2-486-86 σ0,2≥608 МПа, δ≥5%). Однако при испытании разрывных образцов, ориентированных по ширине и толщине профиля, происходит малопластичное разрушение с низким относительным удлинением, что снижает эксплуатационную эффективность готовых изделий.
Недостатком сплава является также пониженная технологичность сплава при литье слитков большого диаметра методом полунепрерывного литья, приводящая к появлению горячих трещин, неслитин и дефектов макроструктуры. В связи с этим, брак слитков при литье сплава В96Ц1 достигает 26%.
Технической задачей предполагаемого изобретения является создание сплава на основе системы Al-Zn-Mg-Cu с хорошей технологичностью при литье слитков большого диаметра методом полунепрерывного литья, высоким уровнем прочности прессованных полуфабрикатов и достаточной пластичностью.
Для решения этой задачи предлагается:
1. Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, содержащий цинк, магний, медь, марганец, титан, цирконий, хром, бериллий, церий, железо и кремний при следующем соотношении компонентов, масс. %:
цинк 7,4-8,4
магний 2,3-3,0,
медь 2,0-2,6,
марганец 0,05-0,29,
титан 0,01-0,05,
цирконий 0,05-0,12,
хром 0,05-0,15,
бериллий 0,0005-0,002,
церий 0,001-0,01,
железо 0,05-0,25,
кремний 0,01-0,10,
алюминий остальное,
при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.
2. Изделие, выполненное из высокопрочного деформируемого сплава на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, содержащего цинк, магний, медь, марганец, титан, цирконий, хром, бериллий, церий, железо и кремний при следующем соотношении компонентов, масс. %:
цинк 7,4-8,4
магний 2,3-3,0,
медь 2,0-2,6,
марганец 0,05-0,29,
титан 0,01-0,05,
цирконий 0,05-0,12,
хром 0,05-0,15,
бериллий 0,0005-0,002,
церий 0,001-0,01,
железо 0,05-0,25,
кремний 0,01-0,10,
алюминий остальное,
при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.
Предложенный сплав и выполненное из него изделие отличаются от прототипа тем, что сплав содержит церий и водород при меньшем содержании цинка и марганца и более высоком содержании хрома при следующем соотношении компонентов, масс. %:
цинк 7,4-8,4,
магний 2,3-3,0,
медь 2,0-2,6,
марганец 0,05-0,29,
титан 0,01-0,05,
цирконий 0,05-0,12,
хром 0,05-0,15,
бериллий 0,0005-0,002,
церий 0,001-0,01,
железо 0,05-0,25,
кремний 0,01-0,10,
алюминий остальное,
при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.
Полуфабрикаты и изделия из предлагаемого сплава имеют одинаковые с прототипом прочностные характеристики и повышенную пластичность разрывных образцов в направлении по толщине изделия.
Добавка церия усиливает влияние бериллия на снижение окисляемости расплава и снижает потери от угара, уменьшает загрязненность сплава окисными включениями.
Благодаря пониженному содержанию цинка и повышенному содержанию железа при низком содержании кремния сплав имеет хорошие литейные свойства, отличается низким браком при литье слитков.
Технический результат - повышение литейных свойств и ожидаемое уменьшение брака при литье слитков, повышение пластичности полуфабрикатов и деталей в термически обработанном состоянии, и, как следствие, повышение эксплуатационной надежности готовых деталей конструкций.
Пример осуществления.
В электрической печи емкостью 16 т произвели приготовление трех плавок предлагаемого сплава приведенного в таблице 1 состава, из которых отлили полунепрерывным методом годные слитки диаметром 312 мм. Слитки сплава после гомогенизации и механической обработки на диаметр 300 мм прессовали на профиль с поперечным сечением 46 см2 и диаметром описанной окружности 100 мм. Полученные профили закалили в воду после нагрева в вертикальной закалочной печи по режиму 475°С - 2 ч, правили растяжением с остаточной деформацией 1% и искусственно старили по режиму 120°С - 24 ч.
Figure 00000001
Примечание к таблице 1: Содержание водорода в сравниваемых сплавах плавок 1-3 составило 0,20 см3/100 г металла. В сплаве предлагаемого состава допустимое содержание водорода 0,05-0,35 см3/100 г металла. В сплаве-прототипе содержание водорода не регламентировано.
Профили подвергли испытаниям с определением временного сопротивления σВ, предела текучести σ0,2, относительного удлинения δ. При этом механические свойства на растяжение определяли на продольных и высотных разрывных образцах при комнатной температуре. Результаты испытаний на растяжение приведены в таблице 2.
Для сравнения использовали результаты испытания аналогичного серийного термически обработанного профиля из сплава - прототипа марки В96Ц1 в состоянии Т1, химический состав которого приведен в табл. 3.
Figure 00000002
Результаты механических испытаний этого профиля из сплава В96Ц1Т1 приведены в таблице 2.
Из приведенных в табл. 2 данных видно, что предлагаемый сплав по прочностным характеристикам в продольном направлении не уступает серийному сплаву В96Ц1Т1, а его характеристики в направлении по толщине профиля выше, чем у сплава В96Ц1Т1.
Таким образом, предлагаемый сплав отличается меньшим браком при литье слитков полунепрерывного литья и повышенной пластичностью высотных образцов в термически обработанном состоянии,
Figure 00000003

Claims (6)

1. Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, содержащий цинк, магний, медь, марганец, титан, цирконий, хром, бериллий, церий, железо и кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит церий и водород при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цинк 7,4-8,4 магний 2,3-3,0 медь 2,0-2,6 марганец 0,05-0,29 титан 0,01-0,05 цирконий 0,05-0,12 хром 0,05-0,15 бериллий 0,0005-0,002 церий 0,001-0,01 железо 0,05-0,25 кремний 0,01-0,10 алюминий остальное,
при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.
2. Изделие, выполненное из высокопрочного деформируемого сплава на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава, содержащего цинк, магний, медь, марганец, титан, цирконий, хром, бериллий, церий, железо, кремний и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цинк 7,4-8,4 магний 2,3-3,0 медь 2,0-2,6 марганец 0,05-0,29 титан 0,01-0,05 цирконий 0,05-0,12 хром 0,05-0,15 бериллий 0,0005-0,002 церий 0,001-0,01 железо 0,05-0,25 кремний 0,01-0,10 алюминий остальное,
при этом сплав содержит водород в количестве 0,05-0,35 см3/100 г металла.
RU2018117546A 2018-05-11 2018-05-11 ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО RU2693710C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117546A RU2693710C1 (ru) 2018-05-11 2018-05-11 ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117546A RU2693710C1 (ru) 2018-05-11 2018-05-11 ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693710C1 true RU2693710C1 (ru) 2019-07-04

Family

ID=67252079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117546A RU2693710C1 (ru) 2018-05-11 2018-05-11 ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693710C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001034330A1 (en) * 1999-11-12 2001-05-17 Dana Corporation Aluminium alloy and method for the production thereof
RU2184166C2 (ru) * 2000-08-01 2002-06-27 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Высокопрочный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него
RU2514748C1 (ru) * 2013-03-29 2014-05-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО
RU2581953C1 (ru) * 2014-11-11 2016-04-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО
RU2613270C1 (ru) * 2015-10-20 2017-03-15 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu и изделие из него

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001034330A1 (en) * 1999-11-12 2001-05-17 Dana Corporation Aluminium alloy and method for the production thereof
RU2184166C2 (ru) * 2000-08-01 2002-06-27 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Высокопрочный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него
RU2514748C1 (ru) * 2013-03-29 2014-05-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО
RU2581953C1 (ru) * 2014-11-11 2016-04-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО
RU2613270C1 (ru) * 2015-10-20 2017-03-15 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Высокопрочный деформируемый сплав на основе алюминия системы Al-Zn-Mg-Cu и изделие из него

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2418088C2 (ru) Лист из высоковязкого алюминиево-медно-литиевого сплава для фюзеляжа летательного аппарата
RU2477331C2 (ru) Изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности
US11111562B2 (en) Aluminum-copper-lithium alloy with improved mechanical strength and toughness
US8771441B2 (en) High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plates suitable for fuselage panels
RU2353693C2 (ru) СПЛАВ Al-Zn-Mg-Cu
CA2627070C (en) Al-cu-mg alloy suitable for aerospace application
US7744704B2 (en) High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plate suitable for use in a fuselage panel
KR102565183B1 (ko) 7xxx-시리즈 알루미늄 합금 제품
US10190200B2 (en) Aluminum-copper-lithium products
US20120291925A1 (en) Aluminum magnesium lithium alloy with improved fracture toughness
US10253404B2 (en) High strength, high formability, and low cost aluminum-lithium alloys
KR102159857B1 (ko) 알루미늄 합금 제품 및 제조 방법
EP1306455A1 (en) High-strength alloy based on aluminium and a product made of said alloy
US10196722B2 (en) Method for manufacturing a structural element having a variable thickness for aircraft production
CA3067484A1 (en) Al- zn-cu-mg alloys and their manufacturing process
RU2745433C1 (ru) Улучшенные плотные ковкие сплавы на основе алюминия серии 7xxx и способы их получения
CN114540674A (zh) 高强度和高断裂韧性的7xxx系航空航天合金产品
KR20230019884A (ko) 고온에서 성능이 좋은 알루미늄 구리 마그네슘 합금으로 제조된 제품의 용도
US20070151637A1 (en) Al-Cu-Mg ALLOY SUITABLE FOR AEROSPACE APPLICATION
RU2558806C1 (ru) Жаропрочный сплав на основе алюминия
RU2581953C1 (ru) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО
RU2693710C1 (ru) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЕФОРМИРУЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ Al-Zn-Mg-Cu И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО
CN112218963B (zh) 铝合金以及由这种合金制造的过老化的铝合金产品
RU2542183C2 (ru) Способ производства прессованных изделий из алюминиевого сплава серии 6000
RU2484168C1 (ru) Высокопрочный экономнолегированный сплав на основе алюминия

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200512

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210526