Изобретение относится к области металлургии, в частности к алюминиево-литиевым сплавам и может быть использован при изготовлении лёгких деталей из них.
Известен следуюгций способ получения алюминиево-литиевых сплавов [Патент России КИ№ 2255997 С1, 2004] [1], включающий загрузку и плавление компонентов шихты в печи, обработку расплава флюсом из галогенсодержащих солей, введение лития, рафинирование расплава газообразным хлором, последующую вакуумную обработку расплава в миксере и отливку слитков. При этом в качестве галогенсодержащих солей используют эвтектическую смесь хлоридов лития и калия, после рафинирования в расплав вводят серебро; вакуумную обработку расплава в миксере проводят при температуре 730-765°С, отливку слитков ведут в кристаллизатор с нанесением на поверхность расплава флюса, содержащего эвтекгическую смесь хлоридов лития и калия с добавкой 5-20% хлорида или фторида кальция.
Известен также способ изготовления алюминий-литиевых сплавов, обеспечивающий защиту расплава от потерь лития в процессе изготовления в печи, транспортировку по желобу, разливку в кристаллизатор, при котором на всех стадиях в качестве флюса используется хлорид лития (ЫС1), либо его смесь с одной из солей из группы КС1, ЫҒ, ИаС1 в различных соотношениях (Патент США №5415220, 16.05.95) [2].
Прототипом данного изобретения является способ повышения коррозионной устойчивости алюминиево-литиевых сплавов легированием лантаном, в количествах 0,01-0,5мас.%. [Малый патент Республики Таджикистан ТЗ№580, заявл. 09.04.2013, опубл. 26.09.2013 [3],
Недостатком данного изобретения является высокая стоимость и недоступность лантана, как легирующего компонента.
Целью изобретения является разработка способа повышения коррозионной стойкости алюминиево-литиевых сплавов путём легирования их титаном в количествах 0,01-1,0 мас. %.
Примеры получения сплавов.
В качестве исходного материала использовали алюминий марки А995 (ГОСТ 55375-2012), литий-ЛЭ1 (ГОСТ 8774-1975), титан - марки Т1 ГОСТ 19807-1991. Сплав А1+6%Ы получали в шахтной лабораторной печи в тиглях из оксида алюминия при температуре 660-700°С. В качестве флюса использовали смесь солей 1лС1+КС1+№С1, в соотношении 1:1:1. Литий, завёрнутый в алюминиевой фольге, вводилось в расплав алюминия с помощью колокольчика. Металлический титан вводилось в расплав алюминия в виде лигатуры А1+2%Т1. В дальнейшем исследованию подвергались сплавы, у которых разница в массе до и после сплавления не превышала 2% (отн).
Из полученного расплава для исследования коррозионных свойств сплавов отливались цилиндрические образцы диаметром 8-10мм и длиной 140мм, боковая часть которых изолировались так, что рабочей площадыо служил торец электрода. Каждый образец предварительно отшлифовывали, обезжиривали спиртом и погружали в исследуемый раствор 1МаС1 марки ЧДА (ГОСТ 4233-77) для установления бестокового потенциала коррозии и скорости коррозии.
Сущность способа улучшения коррозионной стойкости алюминиево- литиевых сплавов заключается в дополнительном легировании сплава А1+6%Г1 титаном в количестве 0,01-1,0 мас. %.
Примеры осуществления.
Результаты коррозионно-электрохимических испытаний алюминиево-- литиевого сплава А1Ы6, легированного титаном, на примеры пяти сплавов приведены в таблице.
Все электрохимические характеристики сплавов, представленные в таблице даны относительно хлоридсеребряного электрода сравнения и сняты при скорости развёртки потенциала 2 мВ/с.
Результаты испытаний сплавов на коррозионную стойкость представленные в таблице показывают, что в целом при легировании исходного сплава титаном потенциал коррозии смещается в область положительных значений. Потенциал питтингообразования при легировании титаном также смещается в положительную область значений. Все это сопровождается соответствующим уменьшением плотности тока коррозии и скорости коррозии на 10-15%. Сплав легированный 1,0 мас. % титаном имеет минимальное значение скорости коррозии равное 22,8 г/м2-час, а у исходного сплава скорость коррозии составляет 26,8 г/м2 час в среде электролита 3,0%- ного №С1.
Дальнейшие повышение концентрации титана приведет к росту скорости коррозии. Таким образом, минимальное значение скорости коррозии у сплавов в указанной среде относиться к сплаву легированного 1,0 мас % титаном.
Рост коррозионной устойчивости алюминиево-литиевого сплава АИлб путём легирования титаном на 10% позволяет на столько же уменьшить металлоемкость единицы изготовляемых из него деталей и получить соответствующий экономический эффект. При стоимости 1 тн сплава А1+6%1л с 1,0% титана 3000$ США 10%-ное снижение массы изготавливаемых изделий при объеме производства сплава 1000 тн составляет ЗООтн • 3000$ = 90.000$ США.
