RU2158783C1 - Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов - Google Patents
Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158783C1 RU2158783C1 RU99114700A RU99114700A RU2158783C1 RU 2158783 C1 RU2158783 C1 RU 2158783C1 RU 99114700 A RU99114700 A RU 99114700A RU 99114700 A RU99114700 A RU 99114700A RU 2158783 C1 RU2158783 C1 RU 2158783C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheets
- hot
- rolling
- cold rolling
- until
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов включает гомогенизацию, охлаждение со скоростью 5-50°С/ч до 100-150°С, нагрев до температуры горячей прокатки 360-450°С, горячую прокатку, отжиг горячекатаной заготовки, перед холодной прокаткой листовую заготовку отжигают при температуре наименьшей устойчивости в течение 1-6 ч и охлаждают со скоростью 20-750°С до температуры 100-150°С, холодную прокатку и окончательную термообработку, причем горячую и холодную прокатку осуществляют в один или несколько этапов, при этом прокатка проводится в продольном и/или поперечном направлении по отношению к оси слитка, а холодную прокатку проводят со степенью деформации 15-40%.Окончательная термическая обработка включает обработку на твердый раствор при 450-540°С с последующим охлаждением со скоростью 0,3-1000°С/с до температуры 20-40°С и искусственному старению либо отжигу при 280-395°С с последующим охлаждением со скоростью 20-750°С/с до 100-150°С. При горячей прокатке в несколько этапов перед каждым этапом листы нагревают до 360-450°С. Способ позволяет повысить вязкость разрушения и уменьшить анизотропию свойств при сохранении высокой прочности широких(до 3000 мм) листов, используемых в авиакосмической технике и судостроении. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов систем Al-Mg-Li и Al-Mg-Sc, используемых в качестве обшивочных листов в авиакосмической технике и судостроении, в том числе и в сварных вариантах.
Высокие требования к комплексу свойств и структуре обшивочных листов, к их размерам и качеству определяют сложность проблемы их получения. Особенно это касается производства листов указанных систем, как наименее технологичных.
Применительно к обшивкам сплавы должны иметь повышенные характеристики вязкости разрушения с достаточно высокой прочностью и отличаться изотропностью свойств. Изотропность свойств достигается получением в листах полностью рекристаллизованной структуры, но при этом возможно снижение как прочностных свойств, так и вязкости разрушения.
Известен способ получения листов из сплавов системы AI-Mg-Li с полностью рекристаллизованной структурой и изотропными свойствами (патент РФ 1529750, МКИ С 22 F 1/04, БИ N 9, 1996 г.). Однако при этом способе из-за необходимой высокой степени холодной деформации, которая приводит к растрескиванию боковых кромок, возможно изготавливать только узкие листы шириной не более 1200 мм. А для обшивки современных транспортных средств необходимы листы шириной 2000 - 3000 мм.
Кроме того, известен способ получения листов из Al-Li сплавов, обеспечивающий получение такой нерекристаллизованной структуры, при которой листы обладают высокой прочностью и вязкостью разрушения (патент 4921548 США, НКМ 148/12.7 А). Однако при этом не уменьшается анизотропия свойств.
Наиболее близким к предложенному способу является способ получения листов с рекристаллизованной структурой из высокопрочного AI-Li сплава с высокой вязкостью разрушения (патент 4816087 США, НКМ 148/2).
Известный способ, принятый за прототип, включает гомогенизацию слитков при 482-566oC в течение 20-40 ч, охлаждение слитков до температуры первой горячей прокатки 471-482oC и горячую прокатку, повторный нагрев до 482-566oC, охлаждение до температуры второй горячей прокатки 460-477oC и горячую прокатку, отжиг при 415-438oC в течение 10-14 ч, холодную продольную прокатку отожженного сплава, обработку на твердый раствор без какого-то предварительного отжига, закалку с высокой скоростью и старение, обеспечивающие "дуплексную" рекристализованную структуру в сплаве, имеющем высокую прочность и хорошую вязкость разрушения.
Так называемая "дуплексная" рекристализованная структура представляет из себя 2 типа структуры по толщине листа: в приповерхностных зонах структура с мелким зерном, диаметром от 3 до 74 мкм, а в центральной зоне - с крупным зерном, со средним диаметром от 100 до 2000 мкм для Al-Li сплава типа 2091 системы Al-Li-Cu-Mg. Такая структура обеспечивает при высоком уровне прочностных свойств более высокий уровень характеристик вязкости разрушения в листах. Но при этом сохраняется анизотропия свойств. Это и является недостатком известного способа.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение характеристик вязкости разрушения и уменьшение анизотропии при сохранении высоких прочностных свойств.
Поставленная задача достигается тем, что слитки после гомогенизации охлаждают со скоростью 5-50oC/ч до температуры 100-150oC и нагревают затем до температуры горячей прокатки 360-450oC, проводят горячую прокатку в один или несколько этапов, нагревая перед каждым этапом до 360-450oC и осуществляя прокатку в продольном и/или в поперечном направлении по отношению к оси слитка. Перед холодной прокатной заготовку отжигают при температуре минимальной устойчивости пересыщенного твердого раствора в течение 1-6 ч и охлаждают со скоростью 20-750oC/ч до температуры 100-150oC и проводят холодную прокатку в один или несколько этапов, при этом прокатка проводится в продольном и/или поперечном направлении по отношению к оси слитка со степенью деформации 15-40% на каждом этапе. Окончательная термическая обработка холоднокатаных листов включает обработку на твердый раствор при 450-540oC с последующим охлаждением со скоростью 0,3-1000oC/с до температуры 20-40oC и искусственное старение или отжиг при температуре 280-395oC с последующим охлаждением со скоростью 20-750oC/ч до температуры 100-150oC.
Медленное охлаждение слитков после гомогенизации (5-50oC/ч), проведение горячей прокатки при температуре 360-450oC, отжига заготовки перед холодной прокаткой при температуре минимальной устойчивости твердого раствора и регламентация скорости охлаждения после отжигов способствуют наиболее полному выделению избыточных интерметаллидных фаз при существенном снижении пересыщения твердого раствора. В результате формируется гетерогенная структура с равномерным распределением частиц стабильных фаз, что позволяет обеспечить высокую технологическую пластичность даже труднодеформируемых сплавов систем Al-Mg-Li и Al-Mg-Sc.
Сочетание продольной и поперечной деформации как при горячей, так и при холодной прокатках позволяет сформировать в листах определенный тип кристаллографической текстуры. Это, в свою очередь, после закалки или отжига с регламентированными температурой нагрева и скоростью охлаждения обеспечивает формирование развитой полигонизованной структуры, при которой листы имеют минимальную анизотропию свойств, высокие характеристики вязкости разрушения и прочности.
Пример осуществления.
Были отлиты слитки сплава 1424 системы AI-Mg-Li. Из одного слитка изготавливали листы по технологии прототипа, а из трех слитков - по заявленному способу (см. табл. 1). Для этого сплава температура минимальной устойчивости пересыщенного твердого раствора 300oC.
Листы были закалены с температуры 530oC и искусственно состарены по принятому для этого сплава режиму. Свойства листов приведены в таблице 2.
Листы из сплава 1570 системы Al-Mg-Sc, изготовленные по предложенному способу и отожженные по режиму - нагрев при температуре 310oC, выдержка 2 часа, охлаждение со скоростью 40oC/ч до температуры 100oC, затем на воздухе - имеют аналогичную структуру и свойства.
Из таблицы 2 видно, что листы, изготовленные по способу прототипа, имеют разницу свойств в продольном и поперечном направлениях по относительному удлинения до 2,5 раз, по вязкости разрушения до 18%, по прочностным свойствам до 7%. Листы, полученные по предложенному способу, характеризуются:
изотропностью всех исследованных свойств (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, вязкость разрушения);
сохранением высокого уровня прочностных свойств;
повышенным уровнем вязкости разрушения (на 25% в продольном и на 8% в поперечном направлении);
развитой полигонизованной структурой.
изотропностью всех исследованных свойств (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, вязкость разрушения);
сохранением высокого уровня прочностных свойств;
повышенным уровнем вязкости разрушения (на 25% в продольном и на 8% в поперечном направлении);
развитой полигонизованной структурой.
В случае отклонения от предложенных параметров охлаждения слитков после гомогенизации, горячей прокатки и промежуточного отжига не обеспечивается полное выделение избыточных фаз и наблюдается их огрубление. В результате этого снижается технологическая пластичность и происходит растрескивание боковых кромок при холодной прокатке, что в свою очередь делает невозможным изготовление широких листов. Горячая и холодная прокатка в одном направлении по отношению к оси слитка не обеспечивает необходимой кристаллографической текстуры и полигонизованной структуры после окончательной обработки и поэтому сохраняется анизотропия свойств.
Таким образом, изготовление листов предложенным способом обеспечивает получение развитой полигонизованной структуры с определенной кристаллографической текстурой в листах, что приводит к существенному снижению анизотропии свойств при высоких характеристиках вязкости разрушения и сохранении высокой прочности.
Высокая технологическая пластичность и возможность осуществления поперечной прокатки с достаточной степенью деформации на каждом этапе без образования трещин на боковых кромках позволяет получать крупногабаритные листы шириной до 3000 мм с необходимым уровнем свойств и минимальной анизотропией для обшивки фюзеляжа аэробусов нового поколения, рассчитанных на 600-800 пассажиров.
Claims (5)
1. Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов, включающий гомогенизацию, горячую прокатку, отжиг горячекатаной заготовки, холодную прокатку и окончательную термическую обработку, отличающийся тем, что после гомогенизации слитки охлаждают со скоростью 5 - 50oC/ч до 100 - 150oC и нагревают до температуры горячей прокатки 360 - 450oC, перед холодной прокаткой листовую заготовку отжигают при температуре минимальной устойчивости пересыщенного твердого раствора в течение 1 - 6 ч и охлаждают со скоростью 20 - 750oC/ч до 100 - 150oC, причем горячую и холодную прокатку осуществляют в один или несколько этапов, при этом прокатка проводится в продольном и/или в поперечном направлении по отношению к оси слитка.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вторым и каждым последующим этапом горячей прокатки листы нагревают до 360 - 450oC.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что холодную прокатку проводят со степенью деформации 15 - 40% на каждом этапе.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что окончательная термическая обработка включает обработку на твердый раствор при 450 - 540oC с последующим охлаждением со скоростью 0,3 - 1000oC/с до 20 - 40oC и искусственное старение.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что окончательная термическая обработка включает отжиг при 280 - 395oC с последующим охлаждением со скоростью 20 - 750oC/ч до 100 - 150oC.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114700A RU2158783C1 (ru) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114700A RU2158783C1 (ru) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2158783C1 true RU2158783C1 (ru) | 2000-11-10 |
Family
ID=20222343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99114700A RU2158783C1 (ru) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158783C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465365C1 (ru) * | 2011-05-31 | 2012-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения сверхпластичных заготовок из алюминиевых сплавов на основе системы алюминий-магний-скандий |
RU2486274C1 (ru) * | 2011-10-17 | 2013-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов |
RU2492260C2 (ru) * | 2007-10-01 | 2013-09-10 | Алкоа Инк. | Рекристаллизованные алюминиевые сплавы с текстурой латуни и способы их получения |
RU2524017C2 (ru) * | 2008-09-19 | 2014-07-27 | Империал Инновейшнз Лтд | Способ формирования листовых компонентов из алюминиевого сплава |
-
1999
- 1999-07-02 RU RU99114700A patent/RU2158783C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492260C2 (ru) * | 2007-10-01 | 2013-09-10 | Алкоа Инк. | Рекристаллизованные алюминиевые сплавы с текстурой латуни и способы их получения |
RU2524017C2 (ru) * | 2008-09-19 | 2014-07-27 | Империал Инновейшнз Лтд | Способ формирования листовых компонентов из алюминиевого сплава |
RU2465365C1 (ru) * | 2011-05-31 | 2012-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения сверхпластичных заготовок из алюминиевых сплавов на основе системы алюминий-магний-скандий |
RU2486274C1 (ru) * | 2011-10-17 | 2013-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4927470A (en) | Thin gauge aluminum plate product by isothermal treatment and ramp anneal | |
US4946517A (en) | Unrecrystallized aluminum plate product by ramp annealing | |
US5496426A (en) | Aluminum alloy product having good combinations of mechanical and corrosion resistance properties and formability and process for producing such product | |
JP3705320B2 (ja) | 耐食性に優れる高強度熱処理型7000系アルミニウム合金 | |
US4988394A (en) | Method of producing unrecrystallized thin gauge aluminum products by heat treating and further working | |
EP0247181B1 (en) | Aluminum-lithium alloys and method of making the same | |
JP2002241882A (ja) | 高強度、高耐食性構造用アルミニウム合金板の製造方法 | |
US5061327A (en) | Method of producing unrecrystallized aluminum products by heat treating and further working | |
US4961792A (en) | Aluminum-lithium alloys having improved corrosion resistance containing Mg and Zn | |
JPH05339687A (ja) | アルミニウム基合金薄板の製造方法 | |
JP2002533572A (ja) | 損傷許容性アルミニウム合金製品およびその製造方法 | |
EP0368005A1 (en) | A method of producing an unrecrystallized aluminum based thin gauge flat rolled, heat treated product | |
EP0325937B1 (en) | Aluminum-lithium alloys | |
US5374321A (en) | Cold rolling for aluminum-lithium alloys | |
US6159315A (en) | Stress relieving of an age hardenable aluminum alloy product | |
RU2158783C1 (ru) | Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов | |
JPH09287046A (ja) | 高強度で耐食性に優れる熱処理型7000系アルミニウム合金及びその製造方法 | |
US4915747A (en) | Aluminum-lithium alloys and process therefor | |
EP0848073B1 (en) | Stress relieving of an age hardenable aluminium alloy product | |
JPS5953347B2 (ja) | 航空機ストリンガ−素材の製造法 | |
EP0266741B1 (en) | Aluminium-lithium alloys and method of producing these | |
JP2004124213A (ja) | パネル成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
US20050098245A1 (en) | Method of manufacturing near-net shape alloy product | |
JPH0672295B2 (ja) | 微細結晶粒を有するアルミニウム合金材料の製造方法 | |
JPH07116567B2 (ja) | A1−Cu−Li−Zr系超塑性板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | License on use of patent |
Effective date: 20080917 |
|
QB4A | License on use of patent |
Effective date: 20101110 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20010523 Effective date: 20110120 |