алюминиевый деформируемый термоупрочняемый сплав

Формула изобретения

Алюминиевый деформируемый термоупрочняемый сплав системы алюминий цинк магний, содержащий алюминий, цинк, магний, марганец, хром, титан, цирконий, бериллий, медь, железо и кремний, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении компонентов, мас.

Цинк 4,7 5,3

Магний 2,1 2,6

Марганец 0,05 0,15

Хром 0,12 0,25

Титан 0,03 0,10

Цирконий 0,07 0,12

Бериллий 0,0002 0,005

Медь 0,2

Железо 0,35

Кремний 0,25

Алюминий ОстальноеС

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия.

Одной из наиболее перспективных систем легирования в материаловедении алюминиевых деформируемых сплавов с точки зрения формирования гаммы свойств, отвечающих нуждам машиностроения, является система Al-Zn-Mg сплавов.

Природу этих сплавов и, соответственно, свойства определяют два основных показателя: сумма цинка и магния, а также их соотношение. Значительный вклад в формирование свойств сплавов системы вносят добавки переходных металлов и неизбежные, так называемые допустимые примеси. Как правило, суммарное легирование Zn и Mg выше 7-8% считается нежелательным и ведущим к охрупчиванию металла.

Известен сплав В 93 [1] на основе алюминия с суммой Zn и Mg 8,80,7 мас. и соотношением Zn/ Mg=3,631 и содержанием меди 10,2 мас.

Сплав характеризуется высокой деформационной технологичностью и достаточно высоким уровнем прочности, однако и неудовлетворительной свариваемостью.

Наиболее близким сплавом к предложенному является сплав, содержащий следующие компоненты, мас. цинк 3,0-6,0, магний 0,6-2,5, марганец 0,2-0,5, хром 0,15-0,25, титан 0,01-0,20, цирконий 0,01-0,2, бериллий 0,0005-0,0015, медь 0,5, железо 1,0, кремний 0,5, алюминий остальное [2]

Задачей изобретения является создание свариваемого высокопрочного ударостойкого технологичного деформируемого сплава для нужд корпусного машиностроения.

Задача решается тем, что сплав согласно изобретению содержит следующие компоненты, мас. цинк 4,7-5,3, магний 2,1-2,6, марганец 0,05-0,15,хром 0,12-0,25, титан 0,03-0,10, цирконий 0,07-0,12, бериллий 0,0002-0,005, медь 0,2, железо 0,35, кремний 0,25, алюминий остальное.

Хорошая свариваемость при высокой деформационной технологичности и прочности достигается созданием меденесодержащего сплава системы Al-Zn-Mg с суммарным легированием Zn и Mg 7,350,55 и отношением Zn/Mg=2,128, сложнолегированного добавками переходных металлов. Сплав упрочняется закалкой и старением. Характерные механические свойства составляют Твердость по Бринелю равна 130 156 НВ.

Особенностью сплава является сочетание высокой прочности и пластичности на фоне высокой однородности (изотропности) свойств в трех основных (долевое, поперечное, высотное) направлениях.

В частности, в прессованных плитах прочность по назначенным направлениям характеризуется соотношением 1:0,95:0,9.

Авторами успешно применен специфический подход к формированию свойств сплава закалкой и двухступенчатым старением с низкотемпературной и длительной первой и высокотемпературной и краткой второй ступенью старения, приводящий к своеобразному "перестариванию" сплава, связанному с незначительной потерей прочности при заметном росте пластичности.

Авторами также детально проанализирована роль добавок переходных элементов и, в частности, марганца, что привело к его практически полному исключению из состава.

В таблице приведены составы предлагаемого сплава и получаемые при этом свойства.

Разработанная композиция широко апробирована в производстве крупногабаритных цельносварных ударопрочных объектов машиностроения.