Патент на изобретение №2208655
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО
(57) Реферат: Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов системы AL-Li-Mg-Be, используемых в качестве конструкционного материала для панелей, стрингеров и других деталей в авиакосмической технике, судостроении и наземном транспортном машиностроении, в том числе и в сварных конструкциях. Задачей изобретения является создание сплава, обладающего повышенной пластичностью в термоупрочненном состоянии при сохранении высокой прочности и повышенной жесткости при соблюдении высокой весовой эффективности. Предложенный сплав и изделие из него имеют следующий химический состав, мас.%: 1,5-3,0 лития, 1,5-2,5 магния, 1,5-4,5 бериллия, 0,2-0,7 меди, 0,05-0,3 циркония, 0,01-0,1 железа, 0,01-0,1 никеля; по крайней мере один элемент из группы: 0,01-0,2 ниобия, 0,01-0,3 скандия, 0,001-0,01 тантала, остальное – алюминий. Техническим результатом изобретения является возможность применения заявленного сплава в конструкциях авиационной техники, что позволяет повысить надежность и ресурс эксплуатации в общеклиматических условиях с учетом длительного воздействия солнечных лучей и морского климата. 2 с.п.ф-лы, 2 табл. Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов системы Al-Li-Mg-Be, используемых в качестве конструкционного материала для стрингеров, панелей и других деталей в авиакосмической технике, судостроении и наземном транспортном машиностроении, в том числе и в сварных конструкциях. Известны алюминиевые сплавы системы Al-Li-Mg-Be, которые характеризуются пониженой плотностью и относительно высокой прочностью и жесткостью, но обладают низкой пластичностью. Например, известен порошковый сплав ф. ”Lockhed Missiles and Space Co” системы Al-Li-Ве, имеющий следующий химический состав, мас.%: Литий – 1-4 Бериллий – 2-20 Алюминий – Остальное (Патент США 4.557.770 от 10.12.1985 г., МПК С 22 С 21/00). В качестве оптимального в патенте США предложен сплав с 10% Be и 3% Li. Недостатком сплава является низкая пластичность в термоупрочненном состоянии. При применении технологии получения первоначально требуется изготовить сплав заданного состава с гомогенным распределением элементов в промежуточной заготовке. Это необходимое условие получения стабильного состава в сверхбыстроохлажденной ленте и в скомпактированном из нее материале. Но при этом разброс по бериллию достигает до 70%, что сказывается на стабильности свойств промышленных деформируемых полуфабрикатов. Изделия, полученные из этого сплава, используются только в ракетной технике и не могут использоваться в гражданской авиации. Также известен сплав, имеющий следующий химический состав, мас.%: Бериллий – 49-60 Магний – 0,5-1,1 Никель – 0,8-1,5 Медь – 1,9-3,3 Титан – 0,05-0,3 Гафний – 0,05-0,2 Тантал – 0,05-0,2 Оксид бериллия – 0,5-1,0 Алюминий – Остальное (Патент России 2090643 от 16.06.1994 г., МПК 6 С 22 С 21/00, 25/00). Сплав рекомендуется для элементов конструкций, в которых определяющим критерием является высокая жесткость и высокая удельная прочность. Недостатком сплава является токсичность и дороговизна в виду большого содержания бериллия. Изделия из сплава применяются только в ракетной технике и не могут использоваться в народном хозяйстве. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является сплав ф. Sumitomo Light Metal Ind. LTD, имеющий следующий химический состав, мас.%: Литий – 1-4 Магний – 0,05-1,8 Медь – 0,05-2,5 Бериллий – 0,005-20 Цирконий – 0,01-1,0 Алюминий – остальное (Патент Японии 64-76479 от 19.10.1990 г., МПК С 22 С 21/00). Сплав по прочности и удлинению превышает алюминиевые сплавы серии 7000 и пригоден для изготовления деталей летательных аппаратов. Недостатком сплава является то, что в нем не достигается оптимальное сочетание прочности и жесткости с пластичностью в термоупрочненном состоянии, что не позволяет использовать его в качестве панелей и других силовых деталей самолетов гражданской авиации. Технической задачей настоящего изобретения является создание сплава, обладающего повышенной пластичностью в термоупрочненном состоянии при сохранении высокой прочности и повышенной жесткости при соблюдении высокой весовой эффективности. Изделия из сплава предлагается использовать в народном хозяйстве, в частности в гражданской авиации. Для достижения поставленной задачи предлагается сплав на основе алюминия, содержащий литий, магний, бериллий, медь, цирконий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит железо, никель и по крайней мере один элемент из группы, включающей ниобий, скандий, тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%: Литий – 1,5-3,0 Магний – 1,5-2,5 Бериллий – 1,5-4,5 Медь – 0,2-0,7 Цирконий – 0,05-0,3 Железо – 0,01-0,1 Никель – 0,01-0,1 По крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей: Ниобий – 0,01-0,2 Скандий – 0,01-0,3 Тантал – 0,001-0,01 Алюминий – остальное и изделие, выполненное из него. Полученный уровень прочностных свойств ( ![]() ![]() ![]() ![]() – уменьшить пересыщенный твердый раствор за счет дополнительного выделения дисперсной фазы ![]() – предотвратить выделение ![]() ![]() В полупромышленных условиях в вакуумной индукционной печи в атмосфере гелия в изложницу ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Формула изобретения 1. Сплав на основе алюминия, содержащий литий, магний, бериллий, медь, цирконий, отличающийся тем, что сплав дополнительно содержит железо, никель и по крайней мере один элемент из группы, включающей скандий, ниобий, тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%: Литий – 1,5-3,0 Магний – 1,5-2,5 Бериллий – 1,5-4,5 Медь – 0,2-0,7 Цирконий – 0,05-0,3 Железо – 0,01-0,1 Никель – 0,01-0,1 По крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей: Ниобий – 0,01-0,2 Скандий – 0,01-0,3 Тантал – 0,001-0,01 Алюминий – Остальное 2. Изделие, выполненное из сплава на основе алюминия, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава следующего химического состава, мас.%: Литий – 1,5-3,0 Магний – 1,5-2,5 Бериллий – 1,5-4,5 Медь – 0,2-0,7 Цирконий – 0,05-0,3 Железо – 0,01-0,1 Никель – 0,01-0,1 По крайней мере один элемент, выбранный из группы, включающей: Ниобий – 0,01-0,2 Скандий – 0,01-0,3 Тантал – 0,001-0,01 Алюминий – Остальноем РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||