專利名稱：作為結構用半成品材料的非時效硬化鋁合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種合金組合物，更具體而言是涉及自然硬化的半成品材料合金組合物，該組合物以這種形式被用作結構用材料。
背景技術：
自然硬化的鋁合金在冶金上被用作結構用半成品材料(見GOST標準4784-74)，但主要是以Amg6合金的形式被使用，該合金含有以下成分(重量％)鎂 5.8-6.8錳 0.5-0.8鈦 0.02-0.1鈹 0.0002-0.005鋁 余量然而，這種合金沒有足夠的強度特性，尤其是冷壓成型和熱壓成型的半成品材料只有0.2％的低屈服強度。
一種被用作結構用半成品材料的自然硬化的鋁合金(見專利RUNo.2085607，IPC分類為C21/061)也屬于現有技術，其具有如下化學組成的原型鎂 3.9-4.9鈦 0.01-0.1鈹 0.0001-0.005鋯 0.05-0.15
鈧0.20-0.50鈰0.001-0.004鋁余量這種已知合金沒有足夠的靜力強度和動力強度，而具有制造過程的高加工性、高耐蝕性、良好的焊接性、以及在低溫條件下的高運行可能性。
具體實施例方式
本發明的合金與傳統合金的區別之處在于其添加了錳、銅、鋅、以及由鐵和硅組成的元素組，這些成分的比例如下，其中鐵對硅的比例在1和5的范圍內鎂 5.0-5.6鈦 0.01-0..05鈹 0.0001-0.005鋯 0.05-0.15鈧 0.18-0.30鈰 0.001-0.004錳 0.05-0.18銅 0.05-0.15鋅 0.05-0.15包含鐵和硅的元素組0.04-0.24鋁 余量技術效果體現在合金的靜力和動力強度性能的提高上，即結構在靜力載荷和動力載荷下的使用壽命、使用可靠性、以及重量值的提高，特別體現在包括燃燒低溫燃料的飛行器的各種飛機和太空船的結構性能上。
由于本發明的化學含量和化學組成之間的比例，該合金有一個相當易延展的基體，該基體是由溶解于鋁中的鎂、錳、銅、和鋅的混合晶體組成。
基體的高延展性導致了該合金在循環動力負荷下的特別高的運行可能性。在交變載荷中，發生在合金里的包含鋁、鈧、鋯、鈦、和其他過渡金屬的精密分布的金屬間粒子的二次沉淀提供了合金的高靜力強度和對裂紋擴展的高阻力。鐵與硅比例的給定值使初始金屬間化合物的形態優化，該金屬間化合物是從固化作用得到的，主要由鋁、鐵、和硅組成，能夠改進合金的靜力強度，而它的動力強度和塑性保持不變。
表1
*)鐵含量對硅含量的比如果該合金是在冶金生產條件下生產，那么由鋁-錳合金制得的廢金屬可以被用作添加劑。
鑄錠被均勻化并加工至140毫米的厚度，隨后在400℃的溫度下熱軋至7毫米的厚度，再冷軋至4毫米的厚度。冷軋板材在電爐中熱處理，熱處理過的板材被用作測試材料。
從板材上取出的標準橫切試樣被用來測定靜力抗張強度(Rm， Rp0.2，A)和動力強度—測定短期強度(LCF)失效的周期數(N)，其中使用切口系數為Kt＝2.5、最大應力為бmax＝160MPa的試樣；—應力強度系數為ΔK＝31.2Mpa0.5范圍內的裂紋擴展速度da/dN；—平面應力狀態的臨界應力強度因子Kc，試樣的寬度為160mm(B)所有的測試都在室溫下進行。
表2列出測試結果。
表2驗證了本發明的合金比傳統合金具有更高的靜力和動力強度。使用依據本發明的合金的結構的重量減少10-15％，為了降低運行費用，對于航天事業這是很重要的。依據本發明的合金具有在靜力和動力條件下的高運行可能性、和依據本發明的合金作為一種自然的硬化的合金所具有的高耐蝕性與良好的焊接性，這使該合金能被應用于建造全新的飛機與太空船、海輪、汽車、以及其他構件用焊接相連的交通工具。依據本發明的合金可以被用作焊接構件的原材料以及作為焊接用的焊接填料。
表2
權利要求
1.一種作為結構用半成品材料的自然硬化的鋁合金，其特征是除了鎂、鈦、鈹、鋯、鈧、及鈰外，該鋁合金還要有錳、銅、鋅、以及由鐵和硅組成的元素組，下面是其成分的組成，其中鐵對硅的比例在1至5的范圍內鎂 5.0-5.6鈦 0.01-0..05鈹 0.0001-0.005鋯 0.05-0.15鈧 0.18-0.30鈰 0.001-0.004錳 0.05-0.18銅 0.05-0.15鋅 0.05-0.15包含鐵和硅的元素組 0.04-0.24鋁余量
全文摘要
本發明涉及一種合金組合物，特別是涉及自然硬化的半成品材料合金的組合物，該組合物以這種形式被用作結構用材料。用作半成品材料的自然硬化的鋁合金的制備除了鎂、鈦、鈹、鋯、鈧、及鈰外，還要用錳、銅、鋅、以及由鐵與硅組成的元素組，其中鐵對硅的比例在1至5的范圍。
文檔編號C22C21/08GK1404533SQ01805357
公開日2003年3月19日 申請日期2001年12月14日 優先權日2000年12月21日
發明者瓦連京·格奧爾季耶夫維奇·達維多夫, 尤里·菲拉托夫, 布蘭卡·倫喬夫斯基, 維克托·葉拉金, 瓦列里·扎卡洛夫 申請人:Eads德國有限公司