Aleación basada en aluminio que contiene litio, cobre, magnesio,

circonio, berilio, titanio, níquel, manganeso, galio, zinc, sodio, caracterizada porque adicionalmente contiene calcio y, al menos, un elemento seleccionado de un grupo que incluye vanadio y escandio, con la siguiente proporción de componentes, % en peso: y Litio 1.6-1.9 Cobre 1.3-1.5 Magnesio 0.7-1.1 Circonio 0.04-0.2 Berilio 0.02-0.2 Titanio 0.01-0.1 Níquel 0.01-0.15 Manganeso 0.01-0.2 Galio hasta 0.001 Zinc 0.01-0.3 Sodio hasta 0.0005 Calcio 0.005-0.02 al menos, un elemento seleccionado de un grupo que incluye: Vanadio 0.005-0.01 Escandio 0.005-0.01 Aluminio Resto

Aleación a base de aluminio.

La presente invención se refiere al campo de la metalurgia de las aleaciones a base de aluminio, en particular a la aleación del sistema de aluminio-cobre-magnesio-litio aplicada a la fabricación de productos semiacabados y de sus piezas utilizados como materiales estructurales en la ingeniería aeroespacial.

Como es bien conocido, las aleaciones de aluminio-litio poseen una combinación única de propiedades mecánicas, en concreto baja densidad, modulo de elasticidad incrementado y características de resistencia suficientemente alta. La disponibilidad de las propiedades indicadas permite utilizar aleaciones de este sistema como material estructural en la ingeniería aeroespacial, lo cual permite mejorar una serie de características de rendimiento aeronáutico en los vehículos aéreos, en particular, la reducción del peso del vehículo, el ahorro de combustible y el incremento de la capacidad de carga.

No obstante, las aleaciones de aluminio-litio adolecen de un inconveniente: su baja ductilidad en condiciones cercanas a la resistencia máxima (N.I. Fridlyander, K.V. Chuistov, A.L. Berezina, N.I. Kolobnev, Aluminium-lithium alloys. Structure and Properties, Kiev: Nauk. Dumka, 1992, página 177).

Técnica anterior

Los porcentajes en peso de una aleación a base de aluminio conocida son los siguientes:

(Certificado USSR del inventor nº 1767916, IPC C 22 C 21/16, de fecha de publicación 20.08.1997).

Los inconvenientes de la aleación indicada son su baja procesabilidad, alta intensidad de trabajo de fabricación y bajo rendimiento de la fabricación de productos semiacabados y de sus piezas, y la imposibilidad de obtener láminas delgadas y secciones de paredes delgadas y piezas forjadas con matriz con la misma.

Las razones que causan los inconvenientes mencionados cuando se utiliza la aleación conocida comprenden el hecho de que los contenidos relativamente altos de cobre en la aleación conocida inciden negativamente en la fragilidad en caliente y la ductilidad por conformación, lo cual provoca un mayor agrietamiento, un mayor rechazo de pliegues y rugosidades por las operaciones de acabado, en particular el aplanamiento y el estiramiento de los productos semiacabados.

Los porcentajes en peso de la aleación a base de aluminio nº 8093 (según la designación de aleaciones mediante números y las definiciones registradas por la Aluminium Association, Washington, USA) son los siguientes:

(Designación internacional de aleaciones y límites de la composición química de aleaciones de aluminio forjado y aluminio, Aluminium Association: 2004, páginas 12 y 13).

Los inconvenientes de la aleación indicada son el incremento del coste de la aleación, su baja procesabilidad, alta intensidad de trabajo de fabricación y bajo rendimiento de la fabricación de productos semiacabados y de sus piezas, y la imposibilidad de obtener láminas delgadas, secciones de pared delgada y piezas forjadas con matriz con la misma.

Las razones que causan los inconvenientes mencionados cuando se utiliza la aleación conocida comprenden el hecho de que la aleación conocida presenta un contenido incrementado de litio, y además el contenido incrementado de litio provoca la formación de fases reforzadas que incrementan ligeramente las características de resistencia de la aleación, pero al mismo tiempo reducen considerablemente su ductilidad por moldeado y conformación, lo cual a su vez provoca un mayor agrietamiento, un mayor rechazo de los pliegues y las rugosidades por las operaciones de acabado, en particular el aplanamiento y el estiramiento de los productos semiacabados.

La aleación más parecida en cuanto a composición química y funcionamiento a la aleación a base de aluminio reivindicada es la aleación que presenta los % en peso siguientes:

(Patente de la Federación rusa nº 2180928, IPC 7 C 22 C 21/00, C 22 C 21/16, de fecha de publicación 27.03.2002; véase también el documento EP-A-1 788 101).

Los inconvenientes de la aleación indicada en relación con un prototipo son su relativamente baja procesabilidad, alta intensidad de trabajo de fabricación, bajo rendimiento de la fabricación de productos semiacabados y de sus piezas y la imposibilidad de obtener láminas delgadas, secciones de pared delgada y piezas forjadas con matriz con la misma.

Las razones que causan los inconvenientes mencionados cuando se utiliza la aleación conocida en relación con un prototipo se refieren al hecho de que la aleación conocida está caracterizada porque presenta un mayor contenido de litio, que incide negativamente en la fragilidad en caliente y la ductilidad por conformación, lo cual provoca un mayor agrietamiento, un mayor rechazo de los pliegues y las rugosidades por las operaciones de acabado, en particular el aplanamiento y el estiramiento de los productos semiacabados. Por otra parte, el incremento en contenido de sodio y galio provoca un incremento considerable de la fragilidad en caliente de la aleación y una reducción muy superior de sus características de ductilidad (A.V. Kurdyumov, S.V. Inkin, V.S. Chulkov, G.G. Shadrin, Metallurgical Admixtures in Aluminium Alloys, M.: Metallurgy, 1988, páginas 90, 99), hecho que complica considerablemente el objetivo de obtener lingotes aceptables y además productos semiacabados mediante diferentes tipos de conformación, y también la realización de revestimientos de calidad para los productos semiacabados laminados, como consecuencia de la formación de áreas de tamaño considerable con un revestimiento no soldado en su superficie.

Exposición de la invención

El objetivo que pretende alcanzar la presente invención consiste en perfeccionar la aleación a base de aluminio destinada a la fabricación de productos semiacabados y de sus piezas para la ingeniería aeroespacial, eliminando las desventajas enumeradas anteriormente que son inherentes a las soluciones de ingeniería conocidas. Un resultado técnico logrado mediante una forma de realización de la presente invención comprende la obtención de una aleación dotada de una mayor ductilidad, hecho que permitirá mejorar su procesabilidad, incrementar el rendimiento de la fabricación de productos...

1. Aleación basada en aluminio que contiene litio, cobre, magnesio, circonio, berilio, titanio, níquel, manganeso, galio, zinc, sodio, caracterizada porque adicionalmente contiene calcio y, al menos, un elemento seleccionado de un grupo que incluye vanadio y escandio, con la siguiente proporción de componentes, % en peso:

y

al menos, un elemento seleccionado de un grupo que incluye: