сплав на основе алюминия

Формула изобретения

Сплав на основе алюминия, содержащий хром, окись алюминия и цирконий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит марганец и вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас.

Хром 1,5 3,5

Окись алюминия 0,01 1,0

Цирконий 1,5 3,5

Марганец 0,5-2,0

Вольфрам 0,5 1,0

Алюминий Остальноео

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к алюминиевым сплавам повышенной жаропрочности.

Наиболее близким сплавом к предложенному является сплав следующего состава, мас.

Хром 1,5

Цирконий 1,5

Окись алюминия 0,2

Алюминий Остальное [1]

Однако у известного сплава прочностные характеристики при комнатной и повышенной температурах не достаточно высокие для работы при температурах 400-450^oС.

Целью изобретения является повышение жаропрочности.

Сплав, согласно изобретению, решает эту задачу. Предложенный сплав содержит следующие компоненты, мас.

Хром 1,5 3,5

Окись алюминия 0,01-1,0

Цирконий 1,5-3,5

Марганец 0,5-2,0

Вольфрам 0,5-1,0

Алюминий Остальное

В предложенном сплаве компоненты сплава и их соотношения подобраны таким образом, что в сплаве образуется сложная интерметаллидная фаза Al₆(MnCr), в которую также входит вольфрам. Интерметаллидная фаза, располагаясь по границам дендритных ячеек, образует как бы каркас, что и обеспечивает возможность длительной работы сплава при 400-450^oC.

Если содержание компонентов в сплаве будет меньше предложенного, то не образуется сложная интерметаллидная фаза и каркас по границам дендритных ячеек, что приведет к падению жаропрочности сплава.

Если содержание компонентов в сплаве будет больше предложенного, то в структуре образуются сложные первичные интерметаллиды, которые могут привести к охрупчиванию сплава и падению всех свойств, в том числе и жаропрочности.

Пример.

В электропечи выплавляли сплавы предложенного состава. В расплав вводили переходные металлы и окись алюминия и отливали в виде гранул. Гранулы дегазировали, компактировали и прессовали на прутки. Прутки испытывали при комнатной и повышенной температурах 400 и 450^oC, а также на длительную прочность при этих же температурах. Составы сплавов соответствовали нижнему, верхнему и среднему содержанию компонентов в сплаве.

Были получены следующие свойства при температуре 20^oC предел прочности _в= 45-48 кг/мм², предел текучести ₀₂= 40-41 кг/мм², относительное удлинение = 15-16 % ; при температуре 400^oC предел прочности _в= 10-12 кг/мм², длительная прочность за 100 ч ⁴⁰⁰= 5,5-6,0 кг/мм²; при температуре 450^oC предел прочности _в= 7,5-8 кг/мм², длительная прочность за 100 ч ⁴⁵⁰= 4,0-4,5 кг/мм².

Предложенный сплав позволяет повысить жаропрочность при 400^oC на 2,5-3,0 кг/мм², а по длительной прочности (за 100 ч) в 1,7-2,0 раза. При 450^oC прочность повышается на 3,5-4,0 кг/мм², а длительная прочность (за 100 ч) в 2,0-2,2 раза. При этом повышение прочностных свойств при повышенных температурах сопровождается сохранением прочностных свойств и относительного удлинения при комнатной температуре на уровне известного сплава.