Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия

Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым термически неупрочняемым сплавам, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве конструкционного материала преимущественно для теплообменников системы терморегулирования космических летательных аппаратов.

Известен деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия следующего химического состава (мас.%):

Марганец	1,0-1,6
Алюминий	Остальное

(см. Промышленные алюминиевые сплавы. Справ. изд./ Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984, с.29).

Однако существующий сплав имеет низкие прочностные свойства. Известен деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия следующего химического состава (мас.%):

Магний	0,5-1,8
Алюминий	Остальное

(см. Промышленные алюминиевые сплавы. Справ. изд. / Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984, с.44), прототип.

Недостатком известного сплава является низкая прочность, что утяжеляет конструкцию и снижает полетные характеристики летательного аппарата.

Предлагается деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, который дополнительно содержит скандий, цирконий, титан и церий при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Магний	0,9-1,4
Скандий	0,2-0,4
Цирконий	0,05-0,15
Титан	0,01-0,05
Церий	0,0001-0,005
Алюминий	Остальное.

Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит скандий, цирконий, титан и церий и компоненты взяты в следующем соотношении (мас.%):

Магний	0,9-1,4
Скандий	0,2-0,4
Цирконий	0,05-0,15
Титан	0,01-0,05
Церий	0,0001-0,005
Алюминий	Остальное.

Технический результат - повышение прочности сплава, что позволит снизить массу и габариты теплообменника и соответственно повысить характеристики весовой отдачи летательного аппарата.

При предлагаемом содержании и соотношении компонентов в предлагаемом сплаве происходит выделение вторичных мелкодисперсных интерметаллидов, содержащих в своем составе алюминий, скандий и другие переходные металлы, входящие в состав сплава, упрочняющих сплав как непосредственно, так и в результате формирования в деформированных полуфабрикатах устойчивой нерекристаллизованной (полигонизованной) структуры, при этом матрица сплава, представляющая собой, в основном, низкоконцентрированный твердый раствор магния в алюминии, обеспечивает необходимый уровень теплопроводности.

Пример

Получили предлагаемый сплав из шихты, состоящей из алюминия А99, магния МГ95, двойных лигатур алюминий-скандий, алюминий-цирконий, алюминий-титан и алюминий-церий. Сплав готовили в электрической плавильной печи и методом полунепрерывного литья отливали круглые слитки диаметром 97 мм. Химический состав сплава приведен в табл.1.

Слитки гомогенизировали, резали на заготовки, механически обрабатывали, после чего литые гомогенизированные, механически обработанные заготовки прессовали на горизонтальном прессе при 400°С на полосы сечением 5×60 мм. После прессования полосы подвергали правке растяжением и отжигу. Отожженные полосы испытывали при комнатной температуре с определением предела прочности при растяжении σ_в и теплопроводности λ. Также проводили испытания сплава-прототипа, химический состав которого приведен табл.1.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Таблица 1
Сплав	Химический состав, мас.%
Магний	Скандий	Цирконий	Титан	Церий	Алюминий
Предлагаемый	1,2	0,3	0,1	0,02	0,001	Остальное
Прототип	1,6	-	-	-	-	Остальное

Таблица 2
Сплав	Прочность и теплопроводность отожженных полос
Предел прочности, σв, МПа	Теплопроводность, λ, Вт/м·град
Предлагаемый	260	170
Прототип	154	170

Таким образом, предлагаемый сплав имеет в 1,6 раза более высокий предел прочности, что позволит в 1,3-1,6 раза снизить вес теплообменника и соответственно повысить основные характеристики летательного аппарата -дальность полета или вес полезной нагрузки.

Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия, содержащий магний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит скандий, цирконий, титан и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний	0,9-1,4
Скандий	0,2-0,4
Цирконий	0,05-0,15
Титан	0,01-0,05
Церий	0,0001-0,005
Алюминий	Остальное