Ливарний сплав на основі магнію з підвищеною жароміцністю

Реферат: Сплав на основі магнію містить, алюміній, марганець, цинк і магній, та додатково містить цирконій. UA 109565 U (12) UA 109565 U UA 109565 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до області вишукування ливарних сплавів на основі магнію, які використовуються для виготовлення деталей приладів, машин і апаратів. Відомий сплав [1] на основі магнію що містить, мас. %: алюміній 7,5-9,0 марганець 0,15-0,5 цинк 0,2-0,8 магній решта. Істотним недоліком цього сплаву є низькі показники жароміцності, а також міцності й пластичності. Відомий так само сплав [2], який вибрано за прототип, що містить, мас. %: алюміній 7,5-9,0 марганець 0,15-0,5 цинк 0,2-0,8 скандій 0,38-0,9 магній решта. До недоліків даного сплаву належить низька жароміцність, недостатність необхідного рівня міцності й пластичності, при цьому наявність у складі скандію сильно здорожує виливки, виготовлені з даного сплаву. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити ливарний сплав на основі магнію з підвищеною жароміцністю, міцністю і пластичністю. Поставлена задача вирішується тим, що сплав на основі магнію містить цирконій замість скандію, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній 7,5-9,0 марганець 0,15-0,5 цинк 0,2-0,8 цирконій 0,01-1,0 магній решта. Саме сукупність цих компонентів та їх співвідношення забезпечують досягнення нового технічного результату - отримання ливарного сплаву на основі магнію, що має підвищені жароміцність, міцність та пластичні властивості. Досягається це тим, що при вмісті цирконію 0,01…1,0 % відбувається мікролегування твердого розчину і значне подрібнювання зерна магнієвого сплаву, пов'язане з утворенням при охолодженні розплаву великого числа дуже дрібних інтерметалідів ZrAl3, які служать додатковими центрами кристалізації. Ці явища позитивно позначаються на механічних властивостях і жароміцності магнієвого сплаву. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - розроблено ливарний сплав на основі магнію, що забезпечує його підвищені жароміцність, міцність і пластичність. Це забезпечує усій заявленій сукупності ознак відповідність критерію "новизна" та приводить до нових технічних результатів. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. Для експериментальної перевірки сплав пропонованого составу й аналога виплавляли в індукційній тигельній печі типу ІПМ-500, рафінування розплаву флюсом ВІ-2 проводили в роздавальній печі. Готовий розплав порційно відбирали розливними ложками, у які вводили зростаючі присадки лігатур Mg-18 % Zr. Для порівняння, окремо, в готовий розплав вводили магній-скандієву лігатуру для одержання составу аналога. Отриманий метал з різними варіантами присадок заливали в піщано-глинисту форму для одержання литих зразків за ДСТ 2839-94 і вивчення їх механічних властивостей. Тривалу міцність (а) при температурі 150 °C визначали на розривній машині АИМА 5-2 на зразках діаметром 5 мм за ГОСТ 10145-81. Зразки для визначення властивостей досліджуваних сплавів піддавали термічній обробці по режиму Т6. Аналіз результатів механічних властивостей досліджуваних сплавів показав, що в запропонованому сплаві при вмісті цирконію менш 0,01 % не відбувається мікролегування твердого розчину і утворення дрібнодисперсної литої структури, що не забезпечує підвищення механічних властивостей і жароміцності магнієвого сплаву. При вмісті цирконію в межах 0,01-1,0 %, відбувається легування металевої матриці цирконієм, який має високу температуру плавлення і тим самим підвищує жароміцність і міцність магнієвого сплаву. При цьому відбувається значне подрібнення зерна магнієвого сплаву, пов'язане з утворенням при охолодженні розплаву великого числа дуже дрібних 1 UA 109565 U 5 інтерметалідів ZrAl3, які служать додатковими центрами кристалізації і забезпечують максимальну комбінацію міцності й пластичності сплаву, а також підвищену жароміцність. При вмісті цирконію більш 1,0 %, відбувається надлишкове легування металевої матриці, в результаті чого вона стає крихка за рахунок окислення надлишкового цирконію і утворення плівок по границям зерен, що негативно впливає на жароміцність і показники міцності та пластичності сплаву. Отримані результати досліджень представлено в таблицях 1, 2. Таблиця 1 Сплав 1. Аналог 2. 3. 4. Запропонований 5. 6. Вміст хімічних елементів, % Аl Мn Zn 8,50 0,30 6,8 0,12 7,5 0,15 8,0 0,22 9,0 0,50 9,7 0,60 Zr 0,60 0,15 0,20 0,38 0,80 0,85 0,006 0,01 0,4 1,0 1,2 Mg 89,850 92,924 92,140 91,000 88,700 87,650 Sc 0,75 Таблиця 2 Механічні властивості Сплав σ, МПа 1. Аналог 2. 3. 4. 5. 6. Запропонований 252,0 256,0 273,0 281,0 295,0 250,0 δ, % 4,4 4,6 6,3 6,7 6,8 4,0 Тривала міцність τр, час (Тисп. = 150 °C, σ=80, МПа) 228 230 312 331 342 231 10 Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого сплаву дозволяє одержувати магнієві виливки з високим комплексом механічних властивостей та жароміцністю. 15 20 Джерела інформації: 1. ГОСТ 2856-79. Сплавы магниевые литейные. Марки. 2. Пат. 25055 Україна, МПК8 С22С 23/00. Сплав на основі магнію /Шаломєєв В.А., Цивірко Е.I., Жеманюк П.Д., Лукінов В.В., Лисенко Н.О., Клочихин В.В.- № 200702617; Заявл. 12.03.2007; Опубл. 25.07.2007. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Сплав на основі магнію містить алюміній, марганець, цинк і магній, який відрізняється тим, що додатково містить цирконій, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній 7,5-9,0 марганець 0,15-0,5 цинк 0,2-0,8 цирконій 0,01-1,0 магній решта. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2