RU2179598C2 - Method for thermomechanic working of sheets of hard-to-form aluminium alloys - Google Patents
Method for thermomechanic working of sheets of hard-to-form aluminium alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179598C2 RU2179598C2 RU2000101935A RU2000101935A RU2179598C2 RU 2179598 C2 RU2179598 C2 RU 2179598C2 RU 2000101935 A RU2000101935 A RU 2000101935A RU 2000101935 A RU2000101935 A RU 2000101935A RU 2179598 C2 RU2179598 C2 RU 2179598C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloys
- hard
- deforming
- deformation
- working
- Prior art date
Links
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термомеханической обработке легких сплавов и может быть использовано в машиностроении при изготовлении деталей из тонких листов, содержащих бериллий. The invention relates to thermomechanical processing of light alloys and can be used in mechanical engineering in the manufacture of parts from thin sheets containing beryllium.
Заявляемое изобретение направлено на решение народнохозяйственной задачи:
повышение деформируемости и механических свойств материала.The claimed invention is aimed at solving the national economic problem:
increase deformability and mechanical properties of the material.
Известен способ низкотемпературной термомеханической обработки (НТМО) сплава системы алюминий - магний - литий (сплав 1420) (см., например. "Технологические рекомендации ТР 1.4.467-78. Штамповка деталей из алюминиевого сплава 1420". НИАТ, 1982, с.15, рис.2; с.67, рис.15), по которому перед формообразованием проводится закалка материала с охлаждением в воде, изготовление листовых деталей штамповкой с последующим искусственным старением при разных температурах (t=120-150oС) и выдержкой τ = 5-15 ч с приложением растягивающего усилия при правке деформации ε = 5-15% .
Недостатки способа: в интервале температур старения 120-190oС, которые считаются наиболее приемлемыми для алюминиево-литиевых сплавов, с увеличением времени старения постепенно снижается относительное удлинение при отсутствии, практически, прироста предела прочности σв и предела текучести σ0,2, что усложняет технологию и увеличивает цикл изготовления.A known method of low temperature thermomechanical processing (NTMO) of an alloy of an aluminum-magnesium-lithium system (alloy 1420) (see, for example, "Technological recommendations TP 1.4.467-78. Stamping of parts from aluminum alloy 1420". NIAT, 1982, p.15 , Fig. 2; p. 67, Fig. 15), according to which, before forming, the material is quenched with cooling in water, sheet metal parts are stamped, followed by artificial aging at different temperatures (t = 120-150 o С) and exposure time τ = 5-15 hours with the application of tensile force when editing strain ε = 5-15%.
The disadvantages of the method: in the temperature range of aging 120-190 o C, which are considered the most acceptable for aluminum-lithium alloys, with increasing aging time, the relative elongation gradually decreases in the absence, in practice, of an increase in the tensile strength σ in and the yield strength σ 0.2 , which complicates the technology and increases the manufacturing cycle.
При проведении НТМО σв повышается не более 10-15%, а относительное удлинение δ значительно снижается, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к конструкционным авиационным материалам;
прирост σ0,2 за счет правки растяжением при значительном снижении относительного удлинения ухудшает эксплуатационные характеристики конструкций изделий.When conducting NTMO, σ in increases no more than 10-15%, and the relative elongation δ is significantly reduced, which does not satisfy the requirements for structural aircraft materials;
an increase of σ 0.2 due to editing by stretching with a significant decrease in elongation worsens the performance characteristics of product designs.
Известен также способ термомеханической обработки тонкого листа из алюминиевых сплавов, содержащих литий (см. патент 2052533, опубл. БИ 26, 1996 г. ). По способу после предварительной обработки пластическое деформирование сплавов алюминий - медь - литий ведут в условиях сжатонапряженного состояния материала, при этом одновременно прикладывают к очагу наибольших пластических деформаций усилие растяжения со степенью остаточной деформации 1,0-1,5%, а искусственное старение - по двухступенчатому режиму при t1=120-135oС, выдержка 2-5 ч и t2=145-160oС, выдержка 15-25 ч.There is also known a method of thermomechanical processing of a thin sheet of aluminum alloys containing lithium (see patent 2052533, publ. BI 26, 1996). According to the method, after pretreatment, plastic deformation of aluminum - copper - lithium alloys is carried out under the conditions of a compressed-stressed state of the material, while at the same time a tensile force with a degree of residual deformation of 1.0-1.5% is applied to the focus of the greatest plastic deformations, and artificial aging is performed in two stages mode at t 1 = 120-135 o C, exposure 2-5 hours and t 2 = 145-160 o C, exposure 15-25 hours
Недостатки данного аналога. The disadvantages of this analogue.
Нет определенности относительно временного периода проведения этапов НТМО. Большинство сплавов системы алюминий - медь - литий могут подвергаться пластическому деформированию не позже 4-6 ч после закалки. При большем времени, например через сутки - двое, происходит естественное старение и пластичность оказывается недостаточной. There is no certainty regarding the time period for the NTMO stages. Most alloys of the aluminum - copper - lithium system can undergo plastic deformation no later than 4-6 hours after quenching. With a longer time, for example, after a day or two, natural aging occurs and plasticity is insufficient.
Нет определенности относительно количества термообработок, возможности их чередования с операциями пластического деформирования. There is no certainty regarding the number of heat treatments, the possibility of their alternation with plastic deformation operations.
Не устанавливается влияние дополнительных термообработок на режимы пластического деформирования и искусственного старения. The influence of additional heat treatments on the modes of plastic deformation and artificial aging is not established.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ термомеханической обработки листовых алюминиевых сплавов системы алюминий - медь - литий, включающий предварительную закалку, последующее холодное деформирование в условиях сжатонапряженного состояния с одновременным приложением к очагу наибольших пластических деформаций усилия растяжения со степенями, обеспечивающими выравнивание по сечению внутренних напряжений и заданную геометрию полуфабриката, затем осуществляют повторную закалку в воде с температуры 515-535oС с последующей правкой растяжением со степенью остаточной деформации 2,0-5,0% и последующее старение при 145-160oС в течение 40-60 ч (RU 2042735, опубл. БИ 24 от 27.08.95).The closest in technical essence to the claimed invention is the method of thermomechanical processing of aluminum sheet aluminum alloys of the aluminum-copper-lithium system selected as a prototype, including preliminary hardening, subsequent cold deformation under conditions of a compressive-stressed state with simultaneous application of tensile forces with degrees to the focus of the greatest plastic deformations, providing alignment over the cross section of internal stresses and the specified geometry of the semi-finished product, then re-quenching in water from a temperature of 515-535 o С followed by straightening by stretching with a degree of residual deformation of 2.0-5.0% and subsequent aging at 145-160 o С for 40-60 h (RU 2042735, publ. BI 24 from 08.27.95).
Недостатками прототипа являются:
предусматривается низкотемпературная термомеханическая обработка для системы сплавов, имеющих возможность деформации в холодном состоянии;
повторное деформирование предполагает проведение повторной закалки, что приводит к снижению прочностных характеристик материала;
нет определенности относительно временного разрыва между термообработками и процессами пластического деформирования, что может отрицательно сказаться на качестве получаемых полуфабрикатов.The disadvantages of the prototype are:
provides for low-temperature thermomechanical processing for a system of alloys with the possibility of deformation in the cold state;
re-deformation involves re-hardening, which leads to a decrease in the strength characteristics of the material;
there is no certainty regarding the time gap between heat treatments and plastic deformation processes, which may adversely affect the quality of the resulting semi-finished products.
Технический результат - повышение деформируемости и прочностных характеристик материала. The technical result is an increase in deformability and strength characteristics of the material.
Для достижения технического результата заявляемого изобретения "Способ термомеханической обработки листовых труднодеформируемых материалов" содержит следующие общие с прототипом существенные признаки: предварительная термическая обработка, деформирование в условиях сжатонапряженного состояния материала при одновременном приложении усилий растяжения со степенями, обеспечивающими выравнивание по сечению внутренних напряжений и окончательная термообработка. Перечисленные сходные существенные признаки необходимы для достижения технического результата. To achieve the technical result of the claimed invention, the "Method of thermomechanical processing of sheet hardly deformed materials" contains the following essential features common with the prototype: preliminary heat treatment, deformation under conditions of a compressed-stressed state of the material while applying tensile forces with degrees that ensure alignment over the cross section of internal stresses and final heat treatment. These similar essential features are necessary to achieve a technical result.
У заявляемого изобретения по отношению к прототипу имеются следующие отличительные признаки. В случае труднодеформируемых сплавов системы алюминий - бериллий - магний ведут предварительный нагрев до 500-600oС, деформирование растяжением осуществляют при 350-400oС, выравнивая температуру по сечению и длине заготовки.The claimed invention with respect to the prototype has the following distinctive features. In the case of hardly deformable alloys of the aluminum - beryllium - magnesium system, they are preheated to 500-600 o C, tensile deformation is carried out at 350-400 o C, aligning the temperature along the cross section and the length of the workpiece.
Повторное деформирование ведут в условиях волочения при 200-250oС. Таким образом, для сплавов алюминий - бериллий - магний проводится высокотемпературная обработка (ВТМО).Re-deformation is carried out under the conditions of drawing at 200-250 o C. Thus, for alloys aluminum - beryllium - magnesium is carried out high-temperature processing (VTMO).
B предложенном техническом решении обеспечивается достижение технического результата, а именно повышение деформируемости материала с повышением прочностных свойств за счет выравнивания по сечению внутренних напряжений и принятых режимов деформирования. The proposed technical solution ensures the achievement of a technical result, namely, an increase in the deformability of the material with an increase in strength properties due to alignment over the cross section of internal stresses and adopted deformation modes.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в машиностроении при изготовлении листовых деталей для изделий авиакосмической техники. The set of essential features characterizing the essence of the invention can be repeatedly used in mechanical engineering in the manufacture of sheet parts for aerospace products.
Заявляемый способ термомеханической обработки листовых труднодеформируемых алюминиевых сплавов может быть реализован с помощью следующих материальных объектов:
предварительный нагрев до 500-600oС осуществляют в электропечи в составе волочильно-прокатной установки при поступательном движении заготовки. При больших температурах возможен пережог (исходя из особенностей материала), при меньших toС потребуются высокие скорости перемещения заготовки во избежание снижения температур ниже оптимальных значений;
деформирование заготовки ведут в роликовом вращающемся инструменте с замкнутым калибром после прохождения через вторую печь для выравнивания температуры по всему сечению и длине с созданием сжатонапряженного состояния материала. Экспериментально установлены для сплавов алюминий - бериллий - магний оптимальные температуры при деформировании растяжением 350-400oС в зависимости от содержания бериллия;
повторное деформирование волочением позволяет окончательно выровнять внутренние напряжения по сечению. Температура движущейся заготовки не может снизится ниже 200oС, так как волочение ведут одновременно с формообразованием заготовки, что значительно увеличит потребные усилия и может привести к разрыву растянутых волокон.The inventive method of thermomechanical processing of sheet hardly deformed aluminum alloys can be implemented using the following material objects:
preliminary heating to 500-600 o C is carried out in an electric furnace as part of a drawing-rolling installation with the forward movement of the workpiece. At high temperatures, burnout is possible (based on the characteristics of the material), at lower t o С, high speeds of movement of the workpiece will be required to avoid lowering temperatures below optimal values;
the workpiece is deformed in a closed-gauge roller rotating tool after passing through a second furnace to equalize the temperature over the entire cross section and length with the creation of a compressed-stress state of the material. For aluminum – beryllium – magnesium alloys, the optimum temperatures for deformation by tensile strain of 350–400 ° C depending on the beryllium content were experimentally established;
repeated deformation by drawing allows you to finally align the internal stresses over the cross section. The temperature of the moving billet cannot decrease below 200 o C, since the drawing is carried out simultaneously with the shaping of the billet, which will significantly increase the required effort and can lead to rupture of the stretched fibers.
Все температурные режимы отработаны экспериментально, опытные образцы показали повышение прочностных свойств деформируемых заготовок. All temperature conditions were tested experimentally, prototypes showed an increase in the strength properties of deformable workpieces.
Способ отрабатывался с использованием промышленного цепного стана ЦС-28, для которого были изготовлены три системы электропечей, как указано в формуле изобретения, и волочильно-прокатное оборудование (ВПУ), обеспечивающее процесс деформирования. The method was developed using an industrial chain mill ЦС-28, for which three electric furnace systems were manufactured, as indicated in the claims, and drawing and rolling equipment (VPU), which provides the deformation process.
Из сплавов системы Al - Be - Li использовали сплавы АБМ1, АБМ4. Их гибка в холодном состоянии возможна с радиусом (внутренним), равным 22 толщинам листа (S0) и более.Of the alloys of the Al - Be - Li system, alloys ABM1, ABM4 were used. Their bending in the cold state is possible with a radius (internal) of 22 sheet thicknesses (S 0 ) or more.
1. В предлагаемом техническом решении, с использованием ВМТО гибку (деформирование) производили в условиях сжатонапряженного состояния с радиусом r≤S0, получили локальное утолщение по зонам сгиба до 65%, что повысило жесткостные и прочностные характеристики материала и изготовляемых деталей.1. In the proposed technical solution, using BMT, bending (deformation) was carried out under conditions of a compressed-stressed state with a radius r≤S 0 , and a local thickening in the bending zones was obtained up to 65%, which increased the stiffness and strength characteristics of the material and manufactured parts.
2. При пластичности листа в исходном состоянии (δ≤6,0%), проводя деформирование при t=350-400oС, имели относительное удлинение (пластичность) δ≥23-25% , что обеспечило пластическое течение материала в заданном направлении (в зону сгиба).2. When the sheet ductility in the initial state (δ≤6.0%), deforming at t = 350-400 o C, had a relative elongation (ductility) δ≥23-25%, which ensured the plastic flow of the material in a given direction ( into the bend zone).
3. Повторное деформирование в условиях волочения позволило выравнить напряжения по сечению (правка растяжением с относительным удлинением ε = 3-5%, это обеспечено тем, что скорость деформирования при волочении на 3-5% выше, чем скорость предыдущего деформирования. 3. Repeated deformation under the conditions of drawing made it possible to equalize stresses over the cross section (editing by stretching with a relative elongation ε = 3-5%, this is ensured by the fact that the strain rate during drawing is 3-5% higher than the speed of the previous deformation.
4. Жесткостные характеристики повысили критические напряжения при потере устойчивости (сжатии) изготовленных деталей на 25-30 %. 4. Stiffness characteristics increased critical stresses during loss of stability (compression) of manufactured parts by 25-30%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101935A RU2179598C2 (en) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Method for thermomechanic working of sheets of hard-to-form aluminium alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101935A RU2179598C2 (en) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Method for thermomechanic working of sheets of hard-to-form aluminium alloys |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000101935A RU2000101935A (en) | 2001-12-10 |
| RU2179598C2 true RU2179598C2 (en) | 2002-02-20 |
Family
ID=20229818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000101935A RU2179598C2 (en) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Method for thermomechanic working of sheets of hard-to-form aluminium alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179598C2 (en) |
-
2000
- 2000-01-25 RU RU2000101935A patent/RU2179598C2/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0992300B1 (en) | Process for stretch forming age-hardened aluminium alloy sheets | |
| AU2011283088B2 (en) | Hot stretch straightening of high strength alpha/beta processed titanium | |
| CN108687160A (en) | A kind of aluminum alloy plate materials treatment process | |
| US10022769B2 (en) | Method for producing a shaped part from an aluminum alloy sheet | |
| CN104174685B (en) | Turbine rotor groove is carved by profiled bar and processing method thereof | |
| US6159315A (en) | Stress relieving of an age hardenable aluminum alloy product | |
| CN108642410B (en) | Process method for improving comprehensive mechanical property of aluminum alloy plate | |
| RU2179598C2 (en) | Method for thermomechanic working of sheets of hard-to-form aluminium alloys | |
| KR102550402B1 (en) | How to mold parts from sheet material | |
| JPH04502127A (en) | Stretch forming method and device | |
| CN110699521A (en) | Quenching tool and quenching method for 2A12 thin plate products | |
| DE102017124724B4 (en) | Method for manufacturing a shift fork | |
| JPH06248400A (en) | Method for forging aluminum alloy | |
| RU2197554C2 (en) | Method of thermomechanical treatment of difficult-to-form sheet aluminum alloys | |
| EP0215908A1 (en) | Controlling distortion in processed copper beryllium alloys | |
| RU2052533C1 (en) | Method for thermomechanical treatment of sheets from aluminum alloys containing lithium | |
| CN102237762B (en) | For the manufacture of the method for generator amature | |
| RU2042735C1 (en) | Method for thermochemical treatment of sheet aluminum alloys | |
| US20230304114A1 (en) | Aluminum sheet processing, aluminum component processing, and aluminum components | |
| RU2533251C1 (en) | Processing of article from thin sheet | |
| US20220341015A1 (en) | Aluminum forming method | |
| CN115255061B (en) | Production process of aluminum alloy ultrahigh-strength bent section | |
| RU2019335C1 (en) | Method of making bent sections from hard-to-deform aluminium alloys | |
| CN107151767A (en) | A kind of synchronous Strengthening and Toughening processing technology of Al Cu Mg alloys | |
| CN114273575B (en) | Large-deformation short-flow forging method |