ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов, содержащих литий

Классы МПК:C22F1/057 сплавов с медью в качестве следующего основного компонента
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Региональная общественная организация для инвалидов "Содействие созданию современных информационных технологий для инвалидов"
Приоритеты:
подача заявки:
1998-04-17
публикация патента:

Изобретение относится к области металлургии. Способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов, содержащих медь и литий, включает горячую прокатку слитка, ступенчатый отжиг с промежуточным охлаждением по следующему режиму: нагрев до температуры в области фазы T2(Al6CuLi3), выдержка в течение 0,1-2 ч, затем нагрев до 330-420oC, выдержка в течение 6-20 ч, после чего нагрев до 250-290°С, выдержка в течение 1-5 ч, затем проводят холодную прокатку, закалку, правку и старение. Способ позволяет повысить надежность работы получаемых изделий после эксплуатационных и технологических нагревов. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2139953

Рисунок 1

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении полуфабрикатов, изделий из алюминиевых сплавов, содержащих литий, в качестве конструкционных материалов в объектах новой техники.

Известен способ производства листов из алюминиевых сплавов, содержащих литий, включающий горячую прокатку, закалку, холодную прокатку, закалку, правку растяжением или изгибом и старение (И.Н.Фридляндер и др. Алюминие- литиевые сплавы, структура и свойства. Наукова думка, 1992 г., с. 157 -175).

Недостатком этого способа является низкая технологическая пластичность из-за значительной анизотропии механических свойств, в частности относительного удлинения в долевом и поперечном направлениях.

Известен способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов, содержащий литий, включающий горячую прокатку, ступенчатый отжиг с промежуточным охлаждением, холодную прокатку, закалку, правку и старение (патент США N 4624717, C 22 F 1/04, 1986 г.) прототип.

Недостатком этого способа является низкая технологическая пластичность после эксплуатационных и технологических нагревов из-за значительной анизотропии механических свойств в объеме изделия и как следствие низкая надежность работы изделий.

Предлагаемый способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов, содержащих медь и литий, включает горячую прокатку слитка, ступенчатый отжиг с промежуточным охлаждением: сначала при температуре в области фазы T2(Al6CuLi3) в течение 0,1 - 2 ч, затем при температуре 330 - 420oC в течение 6-20 ч, после чего при температуре 250 - 290oC в течение 1 - 5 ч, холодную прокатку с суммарной степенью деформации не более 50%, закалку, правку и старение.

Закалку проводят с охлаждением в воде или на воздухе под вентилятором.

Правку проводят растяжением или изгибом со степенью деформации 0,2 - 6%.

Ступенчатый отжиг с последующей холодной прокаткой ведут по меньшей мере дважды.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что ступенчатый отжиг ведут сначала при температуре в области фазы T2(Al2CuLi3) в течение 0,1 -2 ч, затем при температуре 330 - 420oC в течение 6-20 ч, после чего при температуре 250 - 290oC в течение 1-5 ч, а холодную прокатку ведут с суммарной степенью деформации не более 50%.

3акалку проводят охлаждением в воде или на воздухе под вентилятором.

Правку проводят растяжением или изгибом со степенью деформации 0,2 - 6%.

Ступенчатый отжиг с последующей прокаткой проводят по меньшей мере дважды.

Технический результат - повышение технологической пластичности после эксплуатационных и технологических нагревов и как следствие повышение надежности работы получаемых изделий.

Предлагаемая последовательность операций и режимы этих операций позволяют уменьшить анизотропию относительного удлинения и повысить характеристику надежности (способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953нетртто/способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 21399530,2) после эксплуатационных и технологических нагревов и как следствие повышение надежности работы изделия.

Предлагаемая последовательность операций и режимы этих операций позволяют снизить концентрацию лития в твердом растворе за счет выделения содержащих литий фаз в центре зерна, что приводит к изменению характера распада твердого раствора в приграничных областях, сопровождающегося уменьшением ширины зоны, свободной от выделений способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953- фазы (Al3Li), что уменьшает чувствительность сплавов к сосредоточенной деформации при приложении нагрузки, снижает анизотропию относительного удлинения и в конечном итоге повышает надежность работы изделия после эксплутационных и технологических нагревов.

При изготовлении листов с режимами ниже предлагаемых не происходит выделения содержащих литий фаз и пересыщение твердого раствора остается высоким, происходит неоднородный распад твердого раствора по зерну, что приводит к увеличению ширины зоны, свободной от выделений способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953- фазы (Al3Li), в результате возрастает чувствительность к сосредоточенной деформации, что приводит к возрастанию анизотропии относительного удлинения и в конечном счете снижению надежности работы изделий после технологических и эксплуатационных нагревов.

При изготовлении листов с режимами выше предлагаемых происходит выделение T1-фазы (Al2CuLi) по границам зерен, что приводит к снижению технологической пластичности из-за повышения анизотропии относительного удлинения и как следствие снижения характеристики надежности (способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953нетртто/способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 21399530,2) после технологических и эксплуатационных нагревов.

Были изготовлены листы по предлагаемому способу, по способу с запредельным режимом и по способу-прототипу.

Пример 1

Слиток из сплава 1460 (система AI-Cu-Li) подвергали горячей прокатке на толщину 6 мм. Нагревали до температуры 520oC, что соответствует области T2-фазы (530 - 450oC), выдерживали при этой температуре 2 ч, охлаждали с печью до температуры 420oC, выдерживали при этой температуре 20 ч, охлаждали с печью до температуры 290oC, выдерживали при этой температуре 5 ч. Затем охлаждали до комнатной температуры и подвергали холодной прокатке до толщины 3 мм со степенью деформации 50%. Закалку вели по режиму: нагрев до 545oC с выдержкой 10 мин. Охлаждали в воде. Правили изгибом со степенью деформации 6%. Старили по режиму: нагрев до 150oC с выдержкой при этой температуре 15 ч.

Пример 2

Слиток из сплава 1470 (система AI-Li-Cu-Mg) подвергали горячей прокатке на толщину 6 мм. Затем вели ступенчатый отжиг по режиму: нагрев до температуры 465oC, что соответствует области Т2-фазы (492 - 460oC), выдерживали при этой температуре 0,1 ч, охлаждали воздухом до комнатной температуры, нагревали до температуры 330 oC , выдерживали при этой температуре 6 ч, охлаждали воздухом до комнатной температуры, нагревали до температуры 250oC, выдерживали при этой температуре 1 ч. Охлаждали до комнатной температуры и вели холодную прокатку со степенью деформацию 50% до толщины 3 мм. Закалку вели по режиму: нагрев до температуры 500oC, выдержка при этой температуре 10 мин, охлаждение воздухом под вентилятором. Правку растяжением вели со степенью деформации 0,2%. Старение вели по режиму: нагрев до температуры 170oC, выдержка 12 ч, нагрев до температуры 210oC, выдержка 4 ч.

Пример 3

Слиток из сплава 1460 (система (AI-Cu-Li) подвергали горячей прокатке до толщины 6 мм. Дальше вели ступенчатый отжиг по режиму: нагрев до температуры 485oC, выдержка при этой температуре 1 ч, охлаждение до температуры 380oC, выдержка при этой температуре 12 ч, охлаждение до температуры 270oC, выдержка 3 ч, охлаждение воздухом до комнатной температуры. Далее вели холодную прокатку со степенью деформации 50% до толщины 3 мм. После этого вели ступенчатый отжиг по режиму: нагрев до температуры 485oC, выдержка при этой температуре 1 ч, охлаждение до температуры 380oC, выдержка при этой температуре 12 ч, охлаждение до температуры 270oC, выдержка при этой температуре 3 ч. Охлаждение до комнатной температуры с последующей холодной прокаткой со степенью деформации 33% на толщину 2 мм. Закалку вели по режиму: нагрев до температуры 525oC, выдержка 10 мин, охлаждение в воде. Правку проводили растяжением со степенью деформации 2%. Старение вели по режиму: нагрев до температуры 150oC, выдержка при этой температуре 20 ч.

Пример 4

Слиток из сплава 1460 (система AI-Cu-Li) подвергали горячей прокатке на толщину 6 мм. Ступенчатый отжиг вели по режиму: нагрев до температуры 535oC, выдержка при этой температуре 3 ч, охлаждение до 430oC, выдержка при этой температуре 22 ч, охлаждение с печью до комнатной температуры. Нагревали до температуры 30oC, выдержка при этой температуре 6 ч, охлаждали на воздухе до комнатной температуры. Дальше вели холодную прокатку со степенью деформации 66% до толщины 2 мм. Закалку вели по режиму: нагрев до температуры 530oC, выдержка при этой температуре 10 мин, охлаждение в воде. Проводили правку изгибом со степенью деформации 7%. Старение вели по режиму: нагрев до температуры 150oC, выдержка при этой температуре 20 ч.

Пример 5

Слиток из сплава 1470 (система (Al-Li-Cu-Mg) подвергали горячей прокатке на толщину 6 мм. Ступенчатый отжиг вели по режиму: нагрев до 450oC, выдержка при этой температуре 0,05 ч, охлаждение до температуры 320oC, выдержка при этой температуре 5 ч, охлаждение до температуры 240oC, выдержка при этой температуре 0,5 ч. Охлаждали до комнатной температуры и вели холодную прокатку со степенью деформации 58% на толщину 2,5 мм. Закалку вели по режиму: нагрев до температуры 500oC, выдержка при этой температуре 10 мин, охлаждение водой. Правили растяжением со степенью деформации 0,1%. Старение вели по режиму: нагрев до температуры 160oC, выдержка при этой температуре 3 ч, нагрев до температуры 205oC, выдержка при этой температуре 3 ч.

Пример 6 (прототип)

Слиток из сплава 1460 (система AI-Cu-Li) подвергали горячей прокатке на толщину 6 мм. Ступенчатый отжиг проводили по режиму: нагрев до температуры 535oC, выдержка при этой температуре 1 ч, охлаждение сжатым воздухом до температуры 310oC, выдержка 12 ч, холодная прокатка со степенью деформации 66% на толщину 2 мм. Закалку вели по режиму: нагрев до температуры 520oC, выдержка 10 мин с последующим охлаждением в воде. Правку растяжением вели со степенью деформации 2%. Старение вели по режиму: нагрев до температуры 150oC, выдержка при этой температуре 20 ч.

Проводили испытания механических свойств полученных изделий в состоянии поставки и после дополнительного температурного нагрева (85oC, 1000 ч), испытывали механические свойства на разрыв гладких образцов вдоль и поперек волокна. Кроме того, испытывали образцы с центральным надрезом и нанесенной усталостной толщиной. Определяли способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953в, способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 21399530,2, способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953, способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов,   содержащих литий, патент № 2139953нетртто. Результаты испытаний приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить после технологических и эксплуатационных нагревов технологическую пластичность материала и надежность его работы в 1,6 - 1,8 и 2,5 - 2,7 раза соответственно.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов, содержащих медь и литий, включающий горячую прокатку слитка, отжиг, холодную прокатку, закалку, правку и старение, отличающийся тем, что отжиг проводят ступенчато с промежуточным охлаждением по режиму: сначала нагрев до температуры в области фазы T2 (Al6CuLi3), выдержка в течение 0,1 - 2 ч, затем нагрев до 330 - 420oС, выдержка в течение 6 - 20 ч, после чего нагрев до 250 - 290oС, выдержка в течение 1 - 5 ч, а холодную прокатку проводят с суммарной степенью деформации не более 50%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закалку проводят с охлаждением в воде или на воздухе под вентилятором.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что правку проводят растяжением или изгибом со степенью деформации 0,2 - 6%.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ступенчатый отжиг с последующей холодной прокаткой проводят по меньшей мере дважды.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C22F1/057 сплавов с медью в качестве следующего основного компонента

Патенты РФ в классе C22F1/057:
усовершенствованные алюминиево-медные сплавы, содержащие ванадий -  патент 2524288 (27.07.2014)
улучшенные алюминиево-медно-литиевые сплавы -  патент 2497967 (10.11.2013)
рекристаллизованные алюминиевые сплавы с текстурой латуни и способы их получения -  патент 2492260 (10.09.2013)
способ закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава д16 -  патент 2487961 (20.07.2013)
изделие из алюминиевого сплава с высокой стойкостью к повреждениям, в частности, для применений в авиационно-космической промышленности -  патент 2477331 (10.03.2013)
способ термической стабилизации размеров деталей прецизионных приборов из закаленного алюминиевого сплава д20 -  патент 2461643 (20.09.2012)
термостойкий сплав на основе алюминия и способ получения из него деформированных полуфабрикатов -  патент 2446222 (27.03.2012)
способ производства продуктов из алюминиевых сплавов серии аа2000 -  патент 2443798 (27.02.2012)
способ термической обработки высокоточных деталей из сплава ак4-1ч для стабилизации их размеров -  патент 2434971 (27.11.2011)
сплавы серии 2000 с повышенными характеристиками стойкости к повреждениям для аэрокосмического применения -  патент 2418877 (20.05.2011)


Наверх