сплав на основе алюминия
| Классы МПК: | C22C21/06 с магнием в качестве следующего основного компонента |
| Автор(ы): | Гончаренко Е.С., Мельников А.В., Черкасов В.В., Красина Н.А., Пархоменко Н.А. |
| Патентообладатель(и): | Всероссийский институт авиационных материалов |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1994-05-10 публикация патента:
27.01.1998 |
Изобретение относится к области литейного производства сплава на основе алюминия. Предлагаемый сплав в закаленном и искусственно состаренном состоянии позволяет при сохранении коррозионной стойкости, как у прототипа, повысить прочность, стабильность значений механических свойств в процессе эксплуатации, улучшить технологичность сплава, повысить рабочую температуру изделий. Предлагаемый сплав рекомендуется для получения качественных сложных по конструкции деталей литьем в песчаные формы. Сплав содержит в мас.%: магний 9,5 - 10,0, цинк 1,5- 1,9, марганец 0,3 - 0,8, цирконий 0,05 - 0,20, сурьма 0,20 - 0,35, алюминий - остальное. 2 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Сплав на основе алюминия, содержащий магний и цирконий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сурьму, цинк и марганец при следующем соотношении компонентов, мас. Магний 9,5 10,0Цинк 1,5 1,9
Марганец 0,3 0,8
Цирконий 0,05 0,20
Сурьма 0,20 0,35
Алюминий Остальное
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству алюминиевых литейных сплавов. Известен сплав [1] на основе алюминия состава, мас.%:Mg - 6 - 7
Zr - 0,05 - 0,20
Be - 0,02 - 0,10
Ti - 0,05 -0,15
Al - остальное
При литье в песчаные формы в закаленном состоянии сплав имеет
в = 250 МПа, 
= 10%. Известен сплав [1] на основе алюминия следующего состава, мас.%:Mg - 9,5 - 10,0
Be - 0,05 - 0,15
Zr - 0,05 - 0,20
Ti - 0,05 - 0,15
Al - остальное
При литье в песчаные формы в закаленном состоянии этот сплав имеет
в = 290 МПа, = 9%. Применение коррозионностойких сплавов системы Al-Mg, имеющих предел прочности в закаленном состоянии 250 - 300 МПа, ограничивается тем, что при эксплуатации или хранении продолжается процесс естественного старения. В результате по границам зерен выделяется в виде сплошных цепочек 
-фаза (Al3Mg2), что приводит к охрупчиванию материала. Следует отметить, что эти сплавы могут эксплуатироваться при температурах, не выше 80oC. Наиболее близким к предлагаемому, взятому за прототип, является сплав [1] на основе алюминия, имеющий состав, мас.%:Mg - 9,5 - 10,5
Zr - 0,05 - 0,20
Be - 0,05 - 0,15
Ti - 0,05 - 0,15
Al - остальное
В закаленном состоянии (Т4) при литье в песчаные формы сплав на основе алюминия (прототип) имеет невысокие значения предела прочности (320 МПа), а величина относительного удлинения (12%) значительно снижается в процессе эксплуатации или хранении. Жидкотекучесть сплава средняя (269 мм). Рабочая температура 80oC. Сплав имеет склонность к изменению механических свойств в процессе эксплуатации. Техническая задача изобретения - повышение предела прочности при обеспечении стабильных значений механических свойств в процессе эксплуатации; повышение рабочей температуры сплава; улучшение технологических свойств; сохранение удовлетворительной коррозионной стойкости. Для решения поставленной задачи литейный сплав на основе алюминия, содержащий магний, цирконий, дополнительно содержит цинк, марганец и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Mg - 9,5 - 10,0
Zn - 1,5 - 1,9
Mn - 0,3 - 0,8
Zr - 0,05 - 0,20
Sb - 0,20 - 0,35
Al - остальное
Введение в состав сплава в указанных пределах сурьмы в сочетании с цинком и марганцем при установленном соотношении компонентов обеспечивает повышение предела прочности; высокую стабильность механических свойств в процессе эксплуатации, повышение рабочей температуры сплава; улучшение технологических свойств; сохранение удовлетворительной коррозионной стойкости. Пример. Сплав готовили в электрических печах сопротивления в графито-шамотных тиглях. В качестве защитного покрытия использовали флюс: 60% карналлита + 40% фтористого кальция. Литьем в песчаные формы заливали образцы для определения свойств. В качестве шихтовых материалов использовали только лигатуру Al-Mn, остальные компоненты вводили в чистом виде, чушками. Образцы испытывали в закаленном и искусственно состаренном состоянии. В табл. 1 приведен химический состав предлагаемого сплава, в табл. 2 - значения свойств. На основании экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:
высокопрочный коррозионностойкий литейный сплав на основе алюминия, содержащий магний и цирконий, дополнительно легированный цинком, марганцем и сурьмой, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Mg - 9,5 - 10,0
Zn - 1,5 - 1,9
Mn - 0,3 - 0,8
Zr - 0,05 - 0,20
Sb - 0,20 - 0,35
Al - Остальное
имеет характеристики прочности на 20% выше, чем у прототипа, рабочую температуру в 2 раза выше (150oC вместо 80oC), жидкотекучесть в 1,5 раза выше (420 мм, вместо 269 мм), значения механических свойств не изменяются в процессе эксплуатации. У сплава, имеющего химический состав ниже нижнего предела, прочностные и технологические свойства - ниже. Кроме того, продолжается процесс старения после полной термической обработки, снижается относительное удлинение, ухудшаются коррозионные свойства. У сплава, имеющего химический состав выше верхнего предела, в исходном состоянии низкие значения относительного удлинения.
Класс C22C21/06 с магнием в качестве следующего основного компонента
