Деформированный алюминиевый сплав занимает важное место в алюминиевой промышленности. в последние годы, с развитием технологии в алюминиевой промышленности, наша промышленность по производству деформированных алюминиевых сплавов достигла беспрецедентного прогресса, что способствует постепенному расширению сферы применения алюминия и алюминиевых сплавов.
Сианьский университет путей сообщения
Сплав с противоползучим алюминием - медью - скандием
Д - р Гао сян, ведущий лаборатория по интенсивности металлических материалов сианьского университета связи, д - р Ян Чун и молодой преподаватель Чжан цзинь юй, под руководством профессора Лю ган и сунь Цзюня, в сотрудничестве с профессором мэйном университета Джона Хопкинса и профессором чунцинского университета цао линьфэем, добились прорыва в разработке новых сплавов для борьбы с ползучестью при высоких температурах.
в сплавах АI - Cu, которые могут формировать фазу AI2Cu, имеющую давнюю силу, добавляя небольшое количество скандия (< 0,4 процента) к новой фазе AI3SC, которая не только усиливает старение, но и приводит к необычной и очень интенсивной измельчению зерна, хотя их сроки давности и были бы различными, но и позволяют исследователям гармонично сосуществовать между двумя частицами повышенной фазы в процессе обработки, увеличение продолжительности, с тем чтобы обычный сплав AI - Cu перестал быть обычным, обрел новое лицо и обладал необычайно высокой стойкостью к ползучести: безопасная работа в условиях жесткой ползучести при 300°C > 30N / mm2 плюс напряжение более 350 часов; если добавить напряжение < 20N / mm2, то время безопасной ползучести может превышать 2000 часов. его ползучесть имеет два - три уровня длины композиционных материалов из алюминиевого сплава, которые отличаются от традиционных 2xx сплавов, 6xx, 7xx, 4xx, сплавов AI - Sc, AI2O3 или частиц Sic.
Почему в новых сплавах AI - Cu - Sc так сильна устойчивость к ползучести? Исследователи умело используют микроструктурную конструкционную концепцию рассеяния атомов на межатомном уровне нано - частиц, анализируя взаимодействие между различными растворенными атомами на атомном уровне, используя соответствующий термодинамический / динамический анализ, в рамках необычной термообработки с помощью обычного сплава AI - Cu и при помощи микроскопического сплава Sc, высокая концентрация атомов Sc в межфазном интерфейсе упрочнённой фазы AI2Cu окружает их, что значительно препятствует их резкому росту при высоких температурах и увеличивает продолжительность жизни ползучести.
Технология, разработанная группой высокого уровня для производства материалов, содержащих скандий аи - ку, имеет важное значение для повышения высоких температур традиционных авиационных алюминиевых сплавов и позволяет создавать такие сплавы, как AI - Cu - Mg - Sc, которые работают на постоянной основе более 250°с, что может способствовать дальнейшему развитию аэрокосмической промышленности, обеспечивая производство высококачественных алюминиевых материалов для крупных китайских самолетов. Хотя компоненты сплава не были опубликованы, авторы считают, что содержание Cu составляет < 5%, а Sc - 0,4%.
научно - исследовательский консорциум
Высокопрочный высоковязкий - низкочувствительный к закалке алюминиевый сплав
До 12 июня 2018 года патент сша получил 12 стран патента: китай, США, Франция, великобритания, Канада, Германия, Норвегия, Австралия, Австрия, Испания, Италия, Япония. Автор считает, что патент может быть также подан в Бразилии, которая также является основным производителем воздушных судов.
этот новый тип алюминиевого сплава является первым в истории развития китая алюминиевого сплава – это первый структурный алюминиевый сплав, имеющий полностью автономную интеллектуальную собственность, первый в китае высокопрочный алюминиевый сплав системы AI - Zn - Mg - Cu – низкий закалочный чувствительный аэрокосмический алюминиевый сплав, является первым в китае, получившим широкое международное патентование на изобретение Это первый в китае ультратолстая ковка ковки широко используется в гражданских и военных самолетов сплава, 2016 ~ 2018, Китай, Юго - запад алюминия (группа) с ограниченной ответственностью, чтобы предоставить авиастроительным предприятиям такие сплавы продукции около 1000 тонн, пользуется общим признанием пользователей.
Легирующий компонент
Химическая составляющая (масса%): Zn6.7 ~ 8.7, Mg1.1 ~ 2.3, Cu0.5 ~ 1.9, Zr0.03 ~ 0.20; В то же время для удовлетворения потребностей, 10,5 ≤ (Zn + Mg + Cu) ≤ 11,0, 5,3 ≤ (Zn / Mg + Cu) ≤ 6,0, (0,24 - D / 4800) ≤ (Zr + Mn + Sc + Er + Hf) ≤ (0,24 - D / 5000), в том числе D ≤ 250 мм ≤ D ≤ 1000mm. Предпочтительные компоненты (масса%): Zn7.5 ~ 8.4, Mg1.65 ~ 1.8, Cu0.7 ~ 1.5, Zr0.03 ~ 0.20, а также: 10,6 ≤ (Zn + Mg + Cu) ≤ 10,8, 5,5 ≤ (Zn / Mg + Cu) ≤ 5,7.
Для новых сплавов могут быть дополнительно добавлены микролегированные элементы мn, Sc, Er, Hf и т.д., однако независимо от того, добавляются ли они в один или более из двух или более элементов (0,24 - D / 4800) WT% ≤ (Zr + Mn + Sc + Er + Hf) wt% ≤ (0,24 - D / 5000) wt, в том числе D - толщина полунепрерывной разливки или прокатки слитков, 250mm ≤ D ≤ 1000mm.
изобретатель установил три ограничения на содержание примесей в новых сплавах - Si, Fe и т.д.
Во - первых, при изготовлении полуфабрикатов и литейных изделий в качестве примесей и элементов, смешивающихся с микрочастицами, сплавы Fe ≤ 0,50 wt, Si ≤ 0,50 wt, Ti ≤ 0,10 wt, а другие примесные элементы ≤ 08wt, суммированные ≤ 0,25 wt.
Во - вторых, при обработке полуфабрикатов конструкционных деталей в качестве примесей и элементов, привнесенных в состав гранулированных микроэлементов, сплавы должны содержать ≤ 0,10 wt, Fe ≤ 0,12 wt, Ti ≤ 00wt, а другие примесные элементы ≤ 0,05 wt, всего ≤ 0,15 wt.
Третья категория - продукты, требующие сверхвысокой прочности и вязкости в качестве примесей и элементов, привнесенных в состав гранулированных микроэлементов, в сплавах которых должны содержаться си ≤ 0003wt, Fe ≤ 005wt, Ti ≤ 00WT, а в других примесных элементах ≤ 03wt, в совокупности ≤ 0,10 wt.
В этих сплавах для изготовления конструкций доля Cuwt ≤ Mgwt; Если толщина изделия или его местная толщина > 2500 мм, содержание сплава Cu ≤ 1,40 wt.
Кроме того, в патентном заявлении описывается связь между типами сплавной продукции (листовой лист, экструзионный материал, поковка, отливка) и составом.
термическая обработка сплава
Изобретенные новые сплавы должны быть подвергнуты строгой термической обработке, чтобы обеспечить требуемую производительность, литье слитков может быть однородным или многоступенчатым, однородным отжигательным режимом (450°C ~ 480C / (1h ~ 48h), однородным отжигательным режимом (420°C ~ 490°C) или общей продолжительностью (1h ~ 48h). затем слиток после равномерного отжига пили, горячая обработка слитков (прокатка, выдавливание, ковка), предварительный подогрев перед обработкой, система предварительного нагрева (380°с ~ 450°с / (1h ~ 6h). режим предварительного подогрева тот же, что и при свободной кузнечно - прокатной комбинированной обработке.
искусственное старение полуфабрикатов: максимальная срок давности Т6 (110°C ~ 125°C / (8h ~ 36h); T7 двухступенчатая система сроков давности, первая ступень (110℃ 115℃ / (6h ~ 15h), вторая ступень (155℃ 160℃), третья ступень (105℃ 125℃), первая ступень (105℃ 24h), вторая ступень (170℃ 200℃) / (0,5h ~ 8h), третья ступень (105℃ 125℃ / (1h ~ 36h).
свойства сплава
Компоненты сплавов (в процентах по массе) 220 мм свободной поковки промышленного производства: Zn7.63, Mg1.79, Cu1.38, Zr0.11, основные примеси Fe0.06, Si0.05, Ti0.023; заготовка слитков (420°C) ± 10°C) после 6 часов предварительного подогрева, три раза свободно ковка в квадрат 2310mm (длина) x1000mm (ширина) x220mm (толщина), после закалки в комнатной температуре, общая величина деформации 1% - 3% предварительное сжатие, чтобы устранить остаточное напряжение, после термообработки проверить свойства.
кузнечно - прессованная заготовка из 152мм толстолистового проката 420°C ± После нагрева 10℃ после 3 - х разовых поковок во многих направлениях заготовки свободной штамповки 2950mm (длина) x1000mm (ширина) x360m (толщина), 410°C ± После нагрева 10°C 3 часа прокатки до 6980mm (длина) x1000mm (ширина) x152mm (толщина) плит, обработка твердым раствором и закалка горячей водой в камере, общая величина деформации составляет от 1% до 3% предварительное растяжение для устранения остаточного напряжения и, наконец, искусственное старение т76, т74, т73.
Легирующий состав (масса в процентах) новых сплавов листов толщиной 30 мм: Zn7.52, Mg1.78, Cu1.47, Zr0.19, основные примеси, Fe0.06, Si0.05, T0.02. полунепрерывный плоский размер слитка 1100mm (ширина) x270mm (толщина), сутра (465°C) ± 5°C.) / 24h + (475°C) ± 3℃ равномерный отжиг и медленное охлаждение в воздухе, а затем пильный резак, фрезерованная поверхность получить 1500 (длина) x1100mm (ширина) x250mm (толщина) слитки, в (420°C) ± 10℃ после подогрева / 4h обжигается до 1200mm (длина) x1000mm (ширина) x30mm (толщина) листового материала, после обработки твердым раствором, спринклерной закалки в камере горячей воды и наложения на 1% - 3% деформации предварительного растяжения для устранения остаточных напряжений
по составу, содержание меди в китайских сплавах немного ниже, среднее содержание всего на 0.1 п.п. меньше, чем в США 7050 сплавов и 7055 сплавов. среднее содержание цинка в китайских сплавах равняется 7050 сплавов США, что на 0.2 п.п. выше, чем в 7055, 7095 и 7099 сплавах, но выше, чем в 7085 сплавах (7,5%); среднее содержание магния в китайских сплавах составляет 1,7%, что эквивалентно 7095 сплавов США, что на 0.2 п.п. выше, чем у американских сплавов 7085, но ниже, чем у американских сплавов 7050, 7055 и 7099.
Что касается свойства, то китайские сплавы демонстрируют комбинированные механические свойства, лучшие прочность. его прочность на текучесть (TYS) - относительное удлинение (EL) - прочность на разрыв (KIC) лучше, чем любой из нынешних высокопрочных сплавов, т.е. показывает, что Китай сделал еще один важный шаг вперед на пути развития передовых алюминиевых сплавов в мире.
Возможность написать это сообщение, кстати, объяснить значение высокой прочности и низкой закалки чувствительности. Потому что кто - то спросил, следующее объяснение, как понять автор: во - первых, он должен быть сплавом из 2xxx или 7xxx, используется для создания силовой структуры или мощных конструкций; содержание примесей в нем является низким, по меньшей мере на 60% или даже на 90% ниже, чем в 2024 сплавах или 7075 сплавах, в противном случае оно не имеет права вступать в ряды высокопрочных и низкозакалочных чувствительных сплавов, содержание примесей марганца также должно быть как можно ниже 0,10%, желательно менее 0,05%.
