RU2196840C2 - Сплав на основе алюминия - Google Patents

Сплав на основе алюминия Download PDF

Info

Publication number
RU2196840C2
RU2196840C2 RU2000118830/02A RU2000118830A RU2196840C2 RU 2196840 C2 RU2196840 C2 RU 2196840C2 RU 2000118830/02 A RU2000118830/02 A RU 2000118830/02A RU 2000118830 A RU2000118830 A RU 2000118830A RU 2196840 C2 RU2196840 C2 RU 2196840C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
alloy
oxide
aluminum base
silicon oxide
Prior art date
Application number
RU2000118830/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000118830A (ru
Inventor
В.А. Моисеев
В.В. Стацура
Ю.И. Гордеев
В.В. Летуновский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "КОРПОРАЦИЯ "КОМПОМАШ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "КОРПОРАЦИЯ "КОМПОМАШ" filed Critical Открытое акционерное общество "КОРПОРАЦИЯ "КОМПОМАШ"
Priority to RU2000118830/02A priority Critical patent/RU2196840C2/ru
Publication of RU2000118830A publication Critical patent/RU2000118830A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2196840C2 publication Critical patent/RU2196840C2/ru

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению сплавов на основе алюминия для авиационной, аэрокосмической промышленности и других отраслей машиностроения для изготовления корпусных и высоконагруженных изделий, работающих в агрессивных средах, а также для рычагов, защелок и деталей узлов трения. Предложен сплав на основе алюминия, содержащий оксид алюминия и оксид кремния. Причем оксид алюминия и оксид кремния используют в виде полученных взрывным синтезом мелкодисперсных порошков, размеры частиц которых находятся в интервале 0,001-0,1 мкм. В сплаве оксид алюминия и оксид кремния находятся в соотношении 1-15% от массы сплава, алюминиевая основа остальное. Техническим результатом изобретения является повышение качества сплава за счет введения частиц оксидов стабильно заданных размеров.

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению сплавов на основе алюминия, которые могут быть использованы в авиационной, аэрокосмической и других отраслях машиностроения для изготовления корпусных и высоконагруженных изделий, работающих в агрессивных средах, а также рычагов, защелок, деталей узлов трения.
Известен коррозионный сплав на основе алюминия, содержащий алюминиевую основу, титан (0,2-2,0%); молибден (0,1-1,0%); ванадий (0,01-1,0%); оксид алюминия (0,01-1,0%), а также примеси: железо (не более 0,5%); кремний (не более 0,5%); марганец (не более 0,5%); цинк (не более 0,5%); медь (не более 0,5%). См. а.с. СССР 316742, кл. С 22 С 21/00, 1970 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа данного технического решения необходимо отметить, что этот сплав имеет сложный химический состав, содержащий остродефицитные компоненты (титан, молибден, ванадий), а кроме того, известный сплав характеризуется структурной неоднородностью по причине неравномерного распределения легирующих компонентов по объему и обусловленными неравномерностью распределения недостаточными прочностными свойствами.
Задачей настоящего изобретения является получение сплава, характеризующегося высокой структурной однородностью, что значительно повышает его физико-механические свойства, и исключающего применение в своем составе дефицитных материалов.
Поставленная задача решается тем, что в сплаве на основе алюминия, содержащем алюминиевую основу и оксид алюминия, новым является то, что в сплав дополнительно введен оксид кремния, причем оксид алюминия и оксид кремния используют в виде мелкодисперсных порошков, размеры частиц которых находятся в интервале 0,001-0,1 мкм в следующем соотношении, %: оксид алюминия и оксид кремния 1-15%, алюминиевая основа - остальное, причем в качестве компонентов оксидов алюминия и кремния используют частицы, полученные методом взрывного синтеза.
В случае, если суммарное количество оксидов кремния и алюминия менее 1%, то не достигаются требуемые прочностные и эксплуатационные показатели материала, а кроме того, резко снижаются его пластические характеристики, а в случае, если количество упомянутых выше оксидов больше 15%, то существенного повышения предела прочности не происходит, наблюдается снижение пластических характеристик материала и возникает вероятность его хрупких разрушений.
Если размеры частиц оксидов меньше 0,001 мкм, то весьма сложно добиться их равномерного распределения по объему основы, а если больше 0,1 мкм, то резко уменьшается их количество (на три порядка), что резко снижает однородность микроструктуры материала, а это в свою очередь приводит к снижению прочности и эксплуатационных характеристик материала и изготовленных из него изделий.
Получение частиц оксидов взрывным синтезом позволяет обеспечить получение частиц стабильно заданных размеров. При введении в алюминиевую основу частиц оксидов одинаковых размеров облегчается расчет технологических параметров при получении сплава, что позволяет улучшить его характеристики.
При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".
Сущность заявленного изобретения не следует явным образом из известных технических решений, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.
Сплав содержит алюминиевую основу, например, из литейного алюминия. В расплавленную основу алюминия добавляют упрочнители - оксид алюминия (Аl2О3) и оксид кремния (SiO2). Количество ингредиентов от 1 до 15% от общей массы материала.
Соотношение количества Аl2О3 и SiO2 друг по отношению к другу особого значения не имеет, например, при приготовлении сплава в нем может быть использовано оксида алюминия 10%, а оксида кремния 5%.
Использование оксида алюминия обеспечивает требуемые параметры интеркристаллического упрочнения, а также уменьшает колебания внутренних напряжений примерно в два раза по объему и позволяет получить заданный уровень прочности.
Оксид кремния оказывает влияние не только на вышеперечисленные параметры структурного состояния, но и на механизм хрупкого разрушения, сопротивляемость трению и износостойкость рабочих поверхностей изделий.
Сплав на основе алюминия получают следующим образом.
В расплавленную алюминиевую основу добавляют частицы оксида алюминия и оксида кремния в указанном выше количестве. Далее осуществляют перемешивание расплава, с тем, чтобы частицы ингредиентов равномерно распределились по объему материала основы. Размеры частиц оксидов находятся в пределах 0,001-0,1 мкм. После охлаждения сплав готов к использованию или последующей обработке.
Пример.
В расплав алюминиевой основы добавляют ультрадисперсные наночастицы оксидов алюминия и кремния в количестве 15% от массы расплава (Аl2О3 10%, а SiO2 5%). После введения оксидов в расплав осуществляют перемешивание расплава с введенными в него оксидами до равномерного распределения последних в объеме расплава. Перемешивание может осуществляться многими известными способами, например воздействием на расплав ультразвука. Далее расплав охлаждают.
По результатам исследования полученных образцов сплава установлено, что их предел прочности составляет 350-400 мПа, а модуль упругости составляет 8000-10000 мПа.

Claims (1)

  1. Сплав на основе алюминия, содержащий основу из алюминия и оксид алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид кремния, причем оксид алюминия и оксид кремния используют в виде полученных взрывным синтезом мелкодисперсных порошков, размеры частиц которых находятся в интервале 0,001-0,1 мкм и в соотношении: оксид алюминия и оксид кремния 1-15% от массы сплава, алюминиевая основа остальное.
RU2000118830/02A 2000-07-18 2000-07-18 Сплав на основе алюминия RU2196840C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000118830/02A RU2196840C2 (ru) 2000-07-18 2000-07-18 Сплав на основе алюминия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000118830/02A RU2196840C2 (ru) 2000-07-18 2000-07-18 Сплав на основе алюминия

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000118830A RU2000118830A (ru) 2002-05-20
RU2196840C2 true RU2196840C2 (ru) 2003-01-20

Family

ID=20237913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000118830/02A RU2196840C2 (ru) 2000-07-18 2000-07-18 Сплав на основе алюминия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196840C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2365651C2 (ru) * 2007-07-17 2009-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Способ низкотемпературного получения мелкокристаллической высококремнистой алюминиево-кремниевой лигатуры
RU2595080C1 (ru) * 2015-04-30 2016-08-20 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Дисперсно-упрочненный композиционный материал на основе алюминиевой матрицы и способ его получения
CN119388062A (zh) * 2024-11-25 2025-02-07 广东红荔枝新材料科技有限公司 高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU316742A1 (ru) * 1970-04-20 1971-10-07 ЦнТИ БИБЛИО,
GB1428681A (en) * 1972-06-09 1976-03-17 Combustible Nucleaire Composite materials
US4759995A (en) * 1983-06-06 1988-07-26 Dural Aluminum Composites Corp. Process for production of metal matrix composites by casting and composite therefrom
WO1991002098A1 (en) * 1989-08-07 1991-02-21 Alcan International Limited Cast composite material having a matrix containing a stable oxide-forming element
WO1991019823A1 (en) * 1990-06-14 1991-12-26 Alcan International Limited Melt process for the production of metal matrix composite materials with enhanced particle/matrix wetting
RU2015185C1 (ru) * 1991-09-16 1994-06-30 Институт проблем литья АН Украины Способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов с дисперсными частицами карбида кремния

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU316742A1 (ru) * 1970-04-20 1971-10-07 ЦнТИ БИБЛИО,
GB1428681A (en) * 1972-06-09 1976-03-17 Combustible Nucleaire Composite materials
US4759995A (en) * 1983-06-06 1988-07-26 Dural Aluminum Composites Corp. Process for production of metal matrix composites by casting and composite therefrom
WO1991002098A1 (en) * 1989-08-07 1991-02-21 Alcan International Limited Cast composite material having a matrix containing a stable oxide-forming element
WO1991019823A1 (en) * 1990-06-14 1991-12-26 Alcan International Limited Melt process for the production of metal matrix composite materials with enhanced particle/matrix wetting
RU2015185C1 (ru) * 1991-09-16 1994-06-30 Институт проблем литья АН Украины Способ получения заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов с дисперсными частицами карбида кремния

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2365651C2 (ru) * 2007-07-17 2009-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Способ низкотемпературного получения мелкокристаллической высококремнистой алюминиево-кремниевой лигатуры
RU2595080C1 (ru) * 2015-04-30 2016-08-20 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Дисперсно-упрочненный композиционный материал на основе алюминиевой матрицы и способ его получения
CN119388062A (zh) * 2024-11-25 2025-02-07 广东红荔枝新材料科技有限公司 高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sharma et al. Investigation of rare earth particulate on tribological and mechanical properties of Al-6061 alloy composites for aerospace application
Ramachandra et al. Hardness and wear resistance of ZrO2 nano particle reinforced Al nanocomposites produced by powder metallurgy
Bharath et al. Preparation of 6061Al-Al2O3 MMC's by stir casting and evaluation of mechanical and wear properties
Senapati et al. Use of waste flyash in fabrication of aluminium alloy matrix composite
Jayaprakash et al. Studies on mechanical and microstructural properties of aluminium hybrid composites: influence of SiC/Gr particles by double stir-casting approach
RU2595080C1 (ru) Дисперсно-упрочненный композиционный материал на основе алюминиевой матрицы и способ его получения
Dhinakarraj et al. Experimental interrogations on morphologies and mechanical delineation of silicon nitride fortified Mg-Al-Zn alloy composites
NM et al. Different ceramic reinforcements in aluminium metal matrix composites
Zhang et al. Microstructure and mechanical properties of in situ Al–Mg2Si composites
Mohanavel et al. Mechanical and tribological behaviour of AZ91/ZrSiO4 composites
Chechi et al. Microstructural and mechanical characterization of stir cast Al-SiC/Flyash/Graphite hybrid metal matrix composite
Sagar et al. Effect of beryl reinforcement in aluminum 2024 on mechanical properties
Wu et al. Microstructure and mechanical properties of aluminum matrix composites reinforced with in-situ TiB2 particles
Balasubramani et al. Mechanical and metallurgical characterization of B4C and SiC reinforced stir casted AA6061 hybrid MMC
Zulfia et al. The role of Al2O3 nanoparticles addition on characteristic of Al6061 composite produced by stir casting process
Pashmforoosh et al. Evaluation of mechanical and microstructure properties of Mg-modified aluminum matrix composite by vortical casting method
Caligulu et al. Microstructure and mechanical properties of Ni matrix B4C reinforced functionally graded composites
Bharath et al. Impact of alumina particulates addition on hardness and wear behaviour of 2014 al metal matrix composites by vortex method
Nithin et al. Mechanical Properties of ZrO2 Particles Reinforced Al2219 Alloy Metal Composites Prepared by Stir Casting Process.
Dolata-Grosz et al. Structure and properties of aluminium cast composites strengthened by dispersion phases
RU2177047C1 (ru) Способ получения сплава на основе алюминия
Iqbal et al. Effect of reinforcement volume fraction on the mechanical properties of the Al-SiC nanocomposite materials
Kotresh et al. Thermal residual stress investigation in Al 2024/Cu-Al-Ni adaptive composites by X-Ray diffractometer
Singh et al. Effect of heat treatment on microstructure, mechanical and tribological properties of Al-based TiB2/ZrO2 reinforced hybrid composites
Ramesh et al. Sand abrasive wear behavior of hot forged al 6061-TiO2 composites

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050719