сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава
Классы МПК: | C22C21/08 с кремнием |
Автор(ы): | |
Патентообладатель(и): | Региональный общественный фонд содействия защите интеллектуальной собственности (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-09-20 публикация патента:
10.06.2004 |
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам термически неупрочняемых деформируемых алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-марганец с содержанием магния больше 3% по массе. Сплав может быть использован в производстве, в основном, тонких листов, используемых для последующей штамповки и гибки для производства изделий, таких как элементы емкостей, крышки банок, ключи для банок, а также для сварных и несварных элементов конструкций в судостроении, строительстве, автомобилестроении. Предложен сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него, содержащие следующие компоненты, мас. %: магний 3,0-5,8, марганец 0,1-1,0, титан 0,005-0,15, железо - до 0,5, кремний -до 0,4, хром - до 0,3, цинк - до 0,4, медь - до 0,25, по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей никель и кобальт, 0,0005-0,25, по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей бор и углерод, 0,00001-0,05, алюминий и допустимые примеси - остальное, при этом суммарное содержание марганца, хрома, титана и никеля и/или кобальта не превышает 1,1. Техническим результатом изобретения является то, что заявленный сплав и изделие, выполненное из него, обладают улучшенными механическими свойствами, а также штампуемостью и коррозионной стойкостью, что позволяет повысить срок службы изделий, расширить номенклатуру изготавливаемых изделий, снизить трудозатраты на их изготовление. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Сплав на основе алюминия, содержащий магний, марганец, титан, железо, кремний, хром, цинк, медь, алюминий и допустимые примеси, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей никель и кобальт и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей бор и углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:Магний 3,0-5,8Марганец 0,1-1,0Титан 0,005-0,15Железо До 0,5Кремний До 0,4Хром До 0,3Цинк До 0,4Медь До 0,25по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающейНикель и кобальт 0,0005-0,25по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающейБор и углерод 0,00001-0,05Алюминий и допустимые примеси Остальноепри этом суммарное содержание марганца, хрома, титана и никеля и/или кобальта не превышает 1,1.2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей церий, цирконий, ванадий, бериллий, гафний, скандий и молибден до 0,15 мас.% каждого и не более 0,5 мас.% в сумме.3. Сплав по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит магний, марганец, железо и кремний при следующем соотношении, мас.%:Магний 4,2-5,4Марганец 0,2-0,6Железо 0,1-0,3Кремний 0,05-0,184. Сплав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержание допустимых примесей не превышает, мас.%: свинец, кадмий, висмут, олово, индий, галлий, натрий, калий, кальций, барий, фтор, азот, кислород, литий 0,05%, водород 2,5![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230032/183.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам термически неупрочняемых деформируемых алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-марганец с содержанием магния больше 3% по массе. Сплав может быть использован в производстве, в основном, тонких листов, используемых для последующей штамповки и гибки в изделия, такие как элементы емкостей, крышки банок, ключи для банок, а также для сварных и несварных элементов конструкций в судостроении, строительстве, автомобилестроении.Сплавы системы алюминий-магний-марганец имеют относительно невысокие значения прочности, но высокую пластичность и коррозионную стойкость в отожженном состоянии, они хорошо свариваются, из них изготавливают все виды полуфабрикатов (листы, плиты, профили, штамповки) и благодаря этому сочетанию свойств они широко применяются в различных отраслях техники. Единственным способом упрочнения этих сплавов является холодная деформация (нагартовка), которая повышает прочность, но снижает пластичность, штампуемость и коррозионную стойкость. Холодная деформация также приводит к тому, что при длительном вылеживании изделий или их низкотемпературных нагревах (например, солнечный нагрев) происходит снижение прочностных свойств этих изделий.Несмотря на это, как в российской, так и в зарубежной практике существуют состояния поставки материала с различной степенью нагартовки. В России - это: Н - нагартованный, H1 - четверть нагартованный, Н2 - полунагартованный, Н3 - три четверти нагартованный. За рубежом - это: H1 - упрочненный деформацией, Н2 - упрочненный деформацией и частично отожженный, Н4 - деформационно упрочненный и подверженный термическому воздействию во время покрытия лаком, краской или сушки.Тонкие листы из сплава системы алюминий-магний-марганец в нагартованном (H1) и нагартованном и частично отожженном состоянии (Н2 и Н4) широко используются для изготовления различных изделий и конструкций.К таким сплавам, в первую очередь, относятся отечественные сплавы АМг3, АМг4, АМг4,5, АМг5.В ГОСТе 4784-97 раскрыт сплав системы алюминий-магний-марганец (АМг4), содержащий следующие компоненты, мас.%:Магний 3,5-4,5Марганец 0,2-0,7Хром 0,05-0,25Железо До 0,5Кремний До 0,4Медь До 0,1Цинк До 0,25Титан До 0,15Алюминий ОстальноеТонкие холоднокатаные листы в состоянии H1, Н2, Н4 из этого сплава имеют, с одной стороны, недостаточно высокие значения прочности, а, с другой, низкую штампуемость, что не позволяет проводить штамповку из него в этом состоянии изделий сложной формы.В патенте RU 2156319 (С 22 С 21/08) раскрыт сплав системы алюминий-магний-марганец для производства катаных или тянутых материалов, содержащий следующие компоненты, мас.%:Магний 3,0-5,0Марганец 0,5-1,0Железо До 0,25Кремний До 0,25Цинк До 0,4Один или несколько элементов из группы:Хром До 0,25Медь До 0,2Титан До 0,2Цирконий До 0,2Алюминий Остальноепри этом Mn+2Zn>0,75, а объемная доля дисперсоидов материала более 1,2%.Листы из этого сплава обладают высокой прочностью сварного соединения и хорошей свариваемостью. К недостаткам этого сплава можно отнести то, что тонкие холоднокатаные листы из этого сплава в состоянии Н2 и Н4 имеют недостаточно высокую прочность, низкую штампуемость и коррозионную стойкость, а листы из этого сплава в состояниях H1, Н2, Н4, т.е. после нагартовки или после нагартовки и частичного отжига, теряют прочностные свойства при вылеживании или низкотемпературных нагревах, что приводит при штамповке листов к появлению в изделиях надрывов, а также досрочному разрушению при хранении изделий из этого сплава из-за коррозионных повреждений и снижения прочности, что, в свою очередь, снижает ресурс работы изделий, ограничивает сортамент изготавливаемых изделий, повышает трудоемкость их изготовления.Задачей изобретения является повышение прочности, штампуемости и коррозионной стойкости тонких листов и изделий из них, а также уменьшение эффекта потери прочности при длительном вылеживании (хранении) изделий.Поставленная задача решается тем, что предложен сплав на основе алюминия, содержащий магний, марганец, титан, железо, кремний, хром, цинк, медь, алюминий и допустимые примеси, дополнительно содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей никель и кобальт, и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей бор и углерод, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Магний 3,0-5,8Марганец 0,1-1,0Титан 0,005-0,15Железо До 0,5Кремний До 0,4Хром До 0,3Цинк До 0,4Медь До 0,25По меньшей мере один элемент,выбранный из группы, включающейНикель и кобальт 0,0005-0,25По меньшей мере один элемент,выбранный из группы, включающейБор и углерод 0,00001-0,05Алюминий и допустимые примеси Остальноепри этом суммарное содержание марганца, хрома, титана и никеля и/или кобальта не превышает 1,1.В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается также тем, что сплав дополнительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей церий, цирконий, ванадий, бериллий, гафний, скандий и молибден до 0,15 мас.% каждого и не более 0,5 мас.% в сумме.Наиболее благоприятными соотношениями для некоторых элементов в сплаве являются следующие, мас.%:Магний 4,2-5,4Марганец 0,2-0,6Железо 0,1-0,3Кремний 0,05-0,18Содержание допустимых примесей в сплаве не превышает, мас.%: свинец, кадмий, висмут, олово, индий, галлий, натрий, калий, кальций, барий, фтор, азот, кислород, литий - 0,05%, водород - 2,5![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230071/215.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230064/946.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230064/946.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230064/946.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230064/946.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230071/215.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230013/176.gif)
![сплав системы алюминий-магний-марганец и изделие из этого сплава, патент № 2230131](/images/patents/238/2230013/176.gif)