RU2235143C2 - Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия - Google Patents
Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235143C2 RU2235143C2 RU2002129943/02A RU2002129943A RU2235143C2 RU 2235143 C2 RU2235143 C2 RU 2235143C2 RU 2002129943/02 A RU2002129943/02 A RU 2002129943/02A RU 2002129943 A RU2002129943 A RU 2002129943A RU 2235143 C2 RU2235143 C2 RU 2235143C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- quenching
- deformation
- stage
- rate
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов системы Al-Mg-Li, и может быть использовано при изготовлении полуфабрикатов и деталей на металлургических и машиностроительных заводах. Данный способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия включает закалку и многоступенчатое старение, причем закалку проводят при 400-535°С, после закалки проводят по крайней мере один нагрев при 375-535°С, после каждого из которых осуществляют деформацию со степенью 0,5-85% при 20-400°С, старение проводят в 4 ступени, при этом на первой ступени осуществляют нагрев при 190-210°С в течение 1-6 ч, на второй ступени - при 80-90°С в течение 3-12 ч, на третьей - при 110-185°С в течение 10-48 ч и окончательный нагрев при 90-110°С в течение 8-14 ч. В частных воплощениях изобретения после закалки проводят нагрев при 375-400°С с последующей деформацией при той же температуре со степенью 5-45%; после закалки проводят нагрев при 375-400°С с последующей деформацией при 20-40°С со степенью 0,5-85%; после закалки проводят нагрев при 375-400°С с последующей деформацией со степенью 0,5-85% при 20-40°С, затем - нагрев при 400-535°С с последующей деформацией со степенью 0,5-5% при 20-40°С. Техническим результатом изобретения является получение полуфабрикатов и изделий из них, обладающих высокой пластичностью и улучшенным качеством поверхности при сохранении термической стабильности. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов системы Al-Mg-Li, и может быть использовано при изготовлении полуфабрикатов и деталей на металлургических и машиностроительных заводах.
Использование этих сплавов в авиакосмической технике и судостроении, в том числе сварных конструкциях, определяет высокие требования к качеству полуфабрикатов. Невысокая технологичность указанных сплавов осложняет проблему получения из них полуфабрикатов и изделий с требуемым уровнем характеристик.
Известен способ термической обработки полуфабрикатов из деформируемых алюминиево-литиевых сплавов, включающий нагрев под закалку, охлаждение при закалке со скоростью 0,5-3,0 критических скоростей, холодную деформацию со степенью 0,2-6,0% после закалки и двухступенчатое старение при 100-180°С на первой ступени и при 200-230°С на второй ступени. Способ позволяет повысить вязкость разрушения и коррозионную стойкость и уменьшить внутреннее остаточное напряжение сплава. Однако этот способ не обеспечивает получения мелкозернистой частично или полностью рекристаллизованной структуры и термической стабильности сплавов после нагревов при 85°С (патент РФ №2048591).
Известен способ обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, включающий первый нагрев при 800-1050°F (427-566°C, T1), охлаждение до второй температуры 650-800°F (343-427°C, T2) со скоростью 100°F в час (≈38°С/ч) в течение 1,5-2,5 ч, после нагрева при второй температуре охлаждение до третьей температуры ≤500°F (≤260°C, Т3) со скоростью 50°F в час (≈10° С/ч) в течение 3-6 ч, затем холодная деформация со степенью до 85% без промежуточных и последующих отжигов и нагрев около 4 ч до температуры обработки на твердый раствор (патент США №5810949).
Этот способ обеспечивает получение мелкозернистой рекристаллизованной структуры полуфабрикатов с размером зерна около или менее 30-50 мкм. Однако в этом способе используется только холодная деформация после ступенчатого нагрева, а после обработки на твердый раствор не применяют многоступенчатое старение. При обработке сплавов системы Al-Mg-Li этим способом в процессе охлаждения с температуры Т3 выделяется большое количество грубой стабильной фазы S1 (Al2-Mg-Li) по границам зерен и в зерне, что приводит к резкому снижению пластичности и невозможности осуществлять холодную деформацию со степенью более 10-20% из-за сильного растрескивания материала.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия, включающий закалку с температуры 400-500°С в холодной воде или на воздухе, правку растяжением со степенью деформации 0-2% и многоступенчатое старение: 1-ая ступень при температуре 80-90°С в течение 3-12 ч, 2-ая ступень при температуре 110-185°С в течение 10-48 ч и 3-я ступень при температуре 90-110°С в течение 8-14 ч (патент РФ №2133295).
Однако этот способ не обеспечивает формирования мелкозернистой частично или полностью рекристаллизованной структуры, что не позволяет получать полуфабрикаты и изделия с высокой технологической пластичностью и качеством поверхности.
Технической задачей изобретения является получение в полуфабрикатах и изделиях из алюминиевых сплавов мелкозернистой рекристаллизованной (полностью или частично) структуры с размером зерен 30-45 мкм, высокой технологической пластичности и качества поверхности при сохранении термической стабильности.
Для достижения поставленной цели предложен способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия, включающий закалку и многоступенчатое старение, отличающийся тем, что закалку проводят при 400-535°С, после закалки проводят по крайней мере один нагрев при 375-535°С, после каждого из которых осуществляют деформацию со степенью 0,5-85% при 20-400°С, старение проводят в 4 ступени, при этом на первой ступени осуществляют нагрев при 190-210°С в течение 1-6 ч, на второй ступени - при 80-90°С в течение 3-12 ч, на третьей - при 110-185°С в течение 10-48 ч и окончательный нагрев при 90-110°С в течение 8-14 ч.
Для изготовления деталей сложной конфигурации на машиностроительном заводе после закалки проводят нагрев при 375-400°С с последующей деформацией при той же температуре со степенью 5-45%.
При изготовлении полуфабрикатов на металлургическом заводе после закалки проводят нагрев при температуре 375-400°С с последующей деформацией при температуре 20-40°С со степенью 0,5-85%.
Для получения ультрамелкого зерна в полуфабрикатах и изготовления деталей сложной конфигурации после закалки проводят нагрев при температуре 375-400°С с последующей холодной деформацией при температуре 20-40°С со степенью 0,5-85%, затем проводят нагрев при температуре 400-535°С с последующей деформацией со степенью 0,5-5% при 20-40°С.
Введение высокотемпературного нагрева на первой ступени при многоступенчатом старении уменьшает склонность к межкристаллитной коррозии при сохранении термической стабильности сплавов за счет гомогенного распределения стабильных и метастабильных частиц фаз.
Закалку проводят с температуры 400-535°С для получения при последующем нагреве необходимой гетерогенизации структуры с выделением дисперсных (0,3-2 мкм) частиц стабильных фаз, границы которых являются центрами рекристаллизации.
Пример осуществления
Из сплава системы Al-Li-Mg и сплава системы Al-Mg-Si-Cu были отлиты слитки диаметром 70 мм, из которых отпрессованы заготовки для прокатки сечением 15-65 мм. Из этих заготовок были прокатаны листовые образцы толщиной 8 мм при температуре 400-450°С. Затем заготовки из сплава системы Al-Li-Mg прокатали с 8 мм вхолодную до толщины 2,5 мм. Конкретные технологические параметры обработки по известному и заявляемому способам приведены в таблице 1, а полученные свойства - в таблице 2. Способы №1, 2 - прототип, способы №3-7 - заявляемый. В способах №1, 7 использован сплав системы Al-Mg-Si-Cu, в способах №2-6 - сплав системы Al-Li-Mg.
По способам 3, 4, 5 из сплавов системы Al-Li-Mg горячей листовой штамповкой после нагрева при температуре 375-400°С были изготовлены детали типа "стакан". Высокую технологическую пластичность оценивали по достижении максимальной степени деформации (εКР) до появления первой трещины при изготовлении "стаканов". При охлаждении на воздухе с температуры деформации фиксировалось необходимое пересыщение твердого раствора и последующее упрочнение в процессе четырехступенчатого старения. Исследование деталей показало, что они имеют высокую коррозионную стойкость при размере зерна 35-45 мкм.
Последовательные низкотемпературные нагревы позволили существенно повысить технологическую пластичность листов с рекристаллизованной структурой в способе 6 за счет гетерогенизации и обеднения твердого раствора.
Прокатка с высокой степенью деформации после гетерогенизационного отжига, последующий высокотемпературный нагрев и четырехступенчатое старение в способе 7 позволили получить более чем в 2 раза мельче зерно и меньшую глубину межкристаллитной коррозии.
Результаты, представленные в таблицах, показали, что предлагаемый способ обработки сплава системы Al-Mg-Si-Cu обеспечил измельчение зеренной структуры, уменьшение глубины межкристаллитной коррозии в 2 раза. В сплаве системы Al-Li-Mg технологическая пластичность увеличивается более чем в 2 раза, вместо нерекристаллизованной структуры получена рекристаллизованная структура с размером зерна от 30 до 45 мкм и отсутствует межкристаллитная коррозия как до, так и после нагрева при температуре 85°С. За счет измельчения зеренной структуры в полуфабрикатах повышается качество поверхности изделий из них.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать полуфабрикаты на металлургических заводах и изделия из них на машиностроительных заводах с более высокой производительностью, более высокого качества и с высокой термической стабильностью, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность нового поколения авиакосмической техники.
Claims (4)
1. Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия, включающий закалку и многоступенчатое старение, отличающийся тем, что закалку проводят при 400-535°С, после закалки проводят по крайней мере один нагрев при 375-535°С, после каждого из которых осуществляют деформацию со степенью 0,5-85% при 20-400°С, старение проводят в 4 ступени, при этом на первой ступени осуществляют нагрев при 190-210°С в течение 1-6 ч, на второй ступени - при 80-90°С в течение 3-12 ч, на третьей - при 110-185°С в течение 10-48 ч и окончательный нагрев при 90-110°С в течение 8-14 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после закалки проводят нагрев при 375-400°С с последующей деформацией при той же температуре со степенью 5-45%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после закалки проводят нагрев при 375-400°С с последующей деформацией при 20-40°С со степенью 0,5-85%.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после закалки проводят нагрев при 375-400°С с последующей деформацией со степенью 0,5-85% при 20-40°С, затем -нагрев при 400-535°С с последующей деформацией со степенью 0,5-5% при 20-40°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129943/02A RU2235143C2 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002129943/02A RU2235143C2 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002129943A RU2002129943A (ru) | 2004-05-10 |
RU2235143C2 true RU2235143C2 (ru) | 2004-08-27 |
Family
ID=33413214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002129943/02A RU2235143C2 (ru) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2235143C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109022963A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-18 | 中南大学 | 一种提高7000系高强铝合金石油钻探管材料热强性的方法 |
-
2002
- 2002-11-11 RU RU2002129943/02A patent/RU2235143C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109022963A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-18 | 中南大学 | 一种提高7000系高强铝合金石油钻探管材料热强性的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5031971B2 (ja) | アルミニウムベース合金とその加工物の生成方法 | |
RU2378410C1 (ru) | Способ изготовления плит из двухфазных титановых сплавов | |
CN111438317B (zh) | 一种具有高强高韧近β型钛合金锻件锻造成形的制备方法 | |
JPH0686638B2 (ja) | 加工性の優れた高強度Ti合金材及びその製造方法 | |
JPS63125649A (ja) | ニツケル基超合金鍛造用プリフオ−ムの製造方法 | |
CN112048690B (zh) | 一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法 | |
KR20200039833A (ko) | 마그네슘 합금 시트의 압연 및 준비 방법 | |
CN113061820B (zh) | 一种zl205a铝合金的强韧化处理工艺 | |
CN109536803B (zh) | 一种高延展性低稀土镁合金板材及其制备方法 | |
AU759402B2 (en) | Aluminium based alloy and method for subjecting it to heat treatment | |
RU2314362C2 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ α- ИЛИ α+β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ | |
US6565683B1 (en) | Method for processing billets from multiphase alloys and the article | |
JPH03193850A (ja) | 微細針状組織をなすチタンおよびチタン合金の製造方法 | |
US20230243027A1 (en) | Ecae processing for high strength and high hardness aluminum alloys | |
RU2235143C2 (ru) | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия | |
CN109022857B (zh) | 一种提高铝合金再结晶温度的方法 | |
CN108193150B (zh) | 一种提高T6/T651状态6xxx系铝合金抗冲击性的热处理方法 | |
JP2008127665A (ja) | アルミニウム合金シリンダブロックの製造方法 | |
US20090159161A1 (en) | METHOD FOR FABRICATING A THICK Ti64 ALLOY ARTICLE TO HAVE A HIGHER SURFACE YIELD AND TENSILE STRENGTHS AND A LOWER CENTERLINE YIELD AND TENSILE STRENGTHS | |
JP2763175B2 (ja) | 高強度マグネシウム合金材の製造方法 | |
RU2388844C1 (ru) | Способ термомеханической обработки заготовок из гранул высоколегированных жаропрочных сплавов на никелевой основе | |
CN108193101A (zh) | Er、Zr、Si微合金化Al-Mg-Cu合金及其形变热处理工艺 | |
RU2345173C1 (ru) | Способ получения сверхпластичных листов из алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-литий | |
CN111719039B (zh) | 一种FeCoNiAlNb高温合金均匀化处理方法 | |
WO2020235203A1 (ja) | TiAl合金の製造方法及びTiAl合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131112 |