**Спецификация продукта: Алюминиево-гафниевый лигатурный сплав (сплав Al-HF)**
**Версия:** 1.0 | **Дата:** 2025-04-02
---
### **1. Общий обзор**
Алюминиево-гафниевый лигатурный сплав (Al-Hf Alloy) - это высокоэффективный лигатурный сплав, в котором гафний используется в качестве мощного измельчителя зерна и упрочнителя осадков. Гафний образует стабильные интерметаллиды с алюминием, в частности Al₃Hf, которые обеспечивают исключительную стабильность при высоких температурах, сопротивление ползучести и микроструктурный контроль. Этот лигатурный сплав в основном используется в аэрокосмической, ядерной и высокотемпературной отраслях премиум-класса, где критически важны эксплуатационные характеристики при повышенных температурах.
---
### **2. Международные стандарты**
Лигатуры Al-Hf указаны в нескольких международных стандартах:
- **ASTM:** ASTM B928 (изделия с высоким содержанием магния и алюминия)
- **AMS:** AMS 4459 (лист из алюминиево-редкоземельного сплава)
- **EN:** EN 1676 (Алюминий и алюминиевые сплавы - Лигатуры)
- **GB/T:** GB/T 27677 (Лигатуры из алюминия и редкоземельных элементов)
- **AECMA:** PREN 2076 (аэрокосмическая серия)
- **Типичные марки лигатур: Al-5%Hf, Al-10%Hf, Al-15%Hf
---
### **3. Химический состав (% по массе)**
Типичные диапазоны составов для лигатуры Al-HF:
| Элемент | Содержание (%) | Роль и комментарии |
|---------------------|-------------------|------------------------------------------|
| Гафний (Hf) | 2,0 – 15,0 | Первичный легирующий элемент |
| Цирконий (Zr) | 0 – 5.0 | Часто добавляется для повышения производительности |
| Титан (Ti) | 0 – 3.0 | Опциональный измельчитель зерна |
| Железо (Fe) | ≤ 0.15 | Контроль примесей |
| Кремний (Si) | ≤ 0.10 | Контроль примесей |
| Другие примеси | ≤ 0.08 Тотал | — |
| Алюминий (Al) | Баланс | Основной металл |
---
### **4. Физические свойства**
| Собственность | Стоимость / Диапазон |
|---------------------------|-----------------------------------|
| Плотность | 3,0 – 4,5 г/см³ |
| Диапазон плавления | 660 – 2230°C (Hf плавится при 2230°C) |
| Интерметаллидные фазы | Al₃Hf (основной), AlHf, AlHf₂ |
| Кристаллическая структура | L1₂ (кубический) для Al₃Hf |
| Теплопроводность | 80 – 130 Вт/м·К |
| Электропроводность | 30 – 45 % МАКО |
| Твердость по Виккерсу | 80 – 150 ВВ |
| Сечение поглощения нейтронов | 104 амбара |
---
### **5. Основные характеристики и преимущества**
- **Исключительная устойчивость к высоким температурам:** Сохраняет прочность до 500°C
- **Превосходное сопротивление ползучести:** Отличная устойчивость к деформации под нагрузкой при высоких температурах
- **Измельчение зерна:** Эффективный контроль размера зерна за счет зарождения Al₃Hf
- **Ядерные свойства:** Умеренное поглощение нейтронов для ядерных применений
- **Стойкость к окислению:** Повышенная стойкость к высокотемпературному окислению
- **Упрочнение осадков:** Образует когерентные осадки Al₃Hf с высокой стабильностью
---
### **6. Применение продукта**
- **Компоненты аэрокосмических турбин:** Лопастные кольца, диски турбин, опоры двигателя
- **Компоненты ядерных реакторов:** Регулирующие стержни, конструкционные опоры в ядерных приложениях
- **Ракетные двигательные установки:** Компоненты сопел, камеры сгорания
- **Высокотемпературные конструкционные детали:** Компоненты планера рядом с двигателями
- **Аддитивное производство:** Специальные порошки для высокотемпературной 3D-печати
- **Автомобильные турбокомпрессоры:** Компоненты высокотемпературных компрессоров
- **Химическая обработка:** Оборудование для высокотемпературных коррозионных сред
---
### **7. Доступные формы**
- **Лигатура:** Слитки, зубчатые прутки, гранулы
- **Специальные формы:** Порошок для аддитивного производства, нестандартные формы
- ** Высокая чистота: 99,95% для ядерных применений
- **Стандартные размеры:** 2–8 кг слитков
---
### **8. Технические рекомендации по использованию**
- **Скорость добавления:** 0,1–2,0% Hf к расплаву (обычно 0,3–1,0% для оптимального эффекта)
- **Температура плавления:** 780–850°C
- **Время выдержки:** 45–90 минут для полного растворения
- **Перемешивание:** Требуется энергичное механическое перемешивание
- **Температура литья:** 720–780°C
- **Термическая обработка:** Обработка раствором при 530–580°C, старение при 350–450°C
---
### **9. Сравнение характеристик при высоких температурах**
| Система сплавов | Максимальная рабочая температура (°C) | Сопротивление ползучести | Стоимость | Применение |
|--------------|----------------------|------------------|------|--------------|
| **Аль-Хф** | 500 | Превосходно | Высокий | Аэрокосмическая, атомная промышленность |
| **Аль-Зр** | 400 | Очень хорошо | Средний | Общая высокотемпературная |
| **Аль-Ск** | 350 | Хорошо | Очень высокий | Аэрокосмическая промышленность премиум-класса |
| **Аль-Ти** | 300 | Ярмарка | Низкий | Общего назначения |
---
### **10. Металлургические механизмы**
- Образует когерентные L1₂-структурированные осадки Al₃Hf
- Обеспечивает дисперсионное упрочнение за счет стабильных интерметаллидов
- Повышает температуру рекристаллизации на 150–200 °C
- Улучшает стабильность границ зерен при высоких температурах
- Создает эффект штифтинга Зенера для контроля роста зерна
---
### **11. Параметры контроля качества**
- Постоянство содержания гафния (±0,2%)
- Низкое содержание газов (водорода
Упаковка
Стандартная упаковка:
Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 2295 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.
