RU2235799C1 - Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия - Google Patents
Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235799C1 RU2235799C1 RU2003106565/02A RU2003106565A RU2235799C1 RU 2235799 C1 RU2235799 C1 RU 2235799C1 RU 2003106565/02 A RU2003106565/02 A RU 2003106565/02A RU 2003106565 A RU2003106565 A RU 2003106565A RU 2235799 C1 RU2235799 C1 RU 2235799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- aluminum
- stage
- semi
- finished products
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия и может быть использовано при изготовлении катаных, прессованных, кованых полуфабрикатов и изделий в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов. Предложенный способ включает закалку и трехступенчатое искусственное старение, проводимое на первой и третьей ступенях при температуре 79-165°С. После закалки проводят пластическую деформацию со степенью 0,5-45% при температуре 20-75°С и выдержку не менее 2 ч при температуре не выше 75°С, а искусственное старение на второй ступени проводят при температуре 150-240°С. Для сплава на основе алюминия системы Al-Mg-Si-Cu искусственное старение на первой ступени проводят при температуре 120-165°С. Для сплава на основе алюминия системы Al-Mg-Li-Cu искусственное старение на третьей ступени проводят при температуре 100-165°С. Техническим результатом изобретения является получение полуфабрикатов и изделий из алюминиевых сплавов, обладающих более высокими значениями прочности и коррозионной стойкости. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в том числе содержащих магний, кремний, медь, цинк, и может быть использовано при изготовлении катаных, прессованных, кованных полуфабрикатов на металлургических заводах и изделий в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов на машиностроительных заводах.
Использование этих сплавов в авиакосмической технике и судостроении, в том числе в сварных конструкциях, определяет высокие требования к характеристикам прочности и коррозионной стойкости.
Известен способ термической обработки алюминиевых сплавов и изделий из них, включающий обработку на твердый раствор, двухступенчатое старение с первой ступенью при температуре 121-213°С и со второй ступенью при температуре 38-166°С, при этом вторая ступень старения начинается при температуре ниже температуры начала первой ступени (патент США №5076859).
Этот способ обеспечивает получение достаточно высокой прочности и вязкости разрушения. Однако не обеспечивает высокой коррозионной стойкости полуфабрикатов и изделий из алюминиевых сплавов.
Известен способ термической обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, включающий трехступенчатое старение с первой ступенью при температуре 80-90°С, со второй ступенью при температуре 110-185°С и с третьей ступенью при температуре 90-110°С (патент РФ №2133295).
Обработка по этому способу обеспечивает высокую коррозионную стойкость полуфабрикатов и изделий из них, но при этом прочностные свойства имеют недостаточно высокий уровень.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является способ термической обработки полуфабрикатов из алюминиевого сплава системы Al-Zn-Mg-Cu, включающий закалку и трехступенчатое старение, при котором:
1) нагрев до одной или более температур в пределах 79-163°С осуществляют с выдержкой 2 ч и более (в частности 120°С, 24 ч);
2) нагрев для совокупного температурно-временного эффекта внутри интервала 170-260°С с выдержкой от 5 до 60 минут;
3) нагрев до одной или более температур в пределах 79-163°С осуществляют с выдержкой 3 ч и более (в частности 120°С, 24 ч) (US 5221377, МПК7 С 22 С 21/06, 22.06.1993, п.14 формулы).
Однако этот способ не обеспечивает высокой прочности сплавов систем Al-Mg-Si-Cu.
Задачей изобретения является получение в полуфабрикатах и изделиях из алюминиевых сплавов, в том числе сплавов систем Al-Mg-Si-Cu, упрочняемых фазами, обеспечивающими наилучшие прочностные свойства и коррозионную стойкость.
Для достижения поставленной задачи предложен способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия, включающий закалку и трехступенчатое искусственное старение на первой и третьей ступенях при температуре 79-165°С, на второй ступени при температуре 150-240°С, причем после закалки проводят пластическую деформацию со степенью 0,5-45% при температуре 20-75°С и выдержку не менее 2 ч при температуре не выше 75°С. Для полуфабрикатов и изделий из сплавов на основе алюминия системы Al-Mg-Si-Cu и Al-Cu-Li искусственное старение на первой ступени проводят при температуре 120-165°С и на второй ступени при температуре 150-240°С. Для полуфабрикатов и изделий из сплавов на основе алюминия системы Al-Mg-Li-Cu искусственное старение на третьей ступени проводят при температуре 100-165°С.
В сплавах различных систем легирования при распаде пересыщенного твердого раствора в процессе старения могут выделяться несколько упрочняющих фаз, каждая в своем температурном интервале. Изменяя температуру в интервале существования конкретной фазы, можно влиять на размер, плотность и характер расположения частиц этой фазы в матрице. Путем подбора температурно-временных параметров на первой и последующих ступенях старения можно регламентировать соотношение объемных долей различных фаз, размер, форму и характер распределения частиц этих фаз.
Однако в сплавах систем легирования Al-Mg-Si-Cu и Al-Mg-Li-Cu большое влияние на морфологию выделений различных фаз при распаде пересыщенного твердого раствора в процессе старения играет предварительное образование зон Гинье-Престона и чрезвычайно дисперсных частиц метастабильных фаз, которые могут являться зародышами последующих выделений.
Деформация со степенью 0,5-45% при температуре 20-75°С и последующая выдержка при температуре не выше 75°С в течение времени не менее 2 ч перед многоступенчатым старением интенсифицируют распад с образованием зон ГП и/или с выделением мелкодисперсных метастабильных фаз, что способствует увеличению объемной доли упрочняющих фаз при последующем многоступенчатом старении и равномерному их распределению в матрице. Причем деформацию и выдержку перед многоступенчатым старением возможно проводить как в процессе производства полуфабрикатов, так и при изготовлении деталей и конструктивных элементов (например, обшивки, стрингера, элементов "жесткости" и др.).
В результате использования предложенного способа в полуфабрикатах и изделиях из них обеспечивается высокий уровень прочности и коррозионной стойкости за счет регулирования объемных долей различных стабильных и метастабильных фаз, обеспечения гомогенного распределения и уменьшения размера частиц фаз, а также уменьшения плотности выделений по границам зерен и ширины приграничных зон, свободных от выделений.
Пример осуществления:
Из сплава системы Аl - 1% Mg - 1% Si - 2% Cu (способы 1, 2, 4-6) и Al - 2,5% Mg - 1,7% Li - 1,4% Cu (3, 8) были отлиты слитки диаметром 70 мм, из которых отпрессованы заготовки для прокатки размером 15×65×250 мм. Из этих заготовок были прокатаны листовые образцы толщиной 6,0 мм. Листовые образцы подвергали закалке с температуры 530°С, после чего обрабатывали по способу-прототипу №1, 2, 6 и предлагаемому способу №3-5, 7, 8. Предлагаемый способ также использовали при изготовлении готовых деталей (элементы обшивки). В таблице 1 представлены режимы обработки листовых образцов по способу прототипа и по предложенному способу, из которых изготавливали образцы для проведения испытаний с определением механических свойств при растяжении, склонности к межкристаллитной коррозии. В таблице 2 приведены свойства образцов, полученных по способу прототипа и предлагаемому способу.
По способу 1, 2, 6 образцы подвергали многоступенчатому старению. Образцы по способам №3-5, 7, 8 после закалки подвергали деформации при температуре 20-75°С, последующей выдержке при температуре 20-75°С и многоступенчатому старению.
Результаты, представленные в таблицах, показали, что предлагаемый способ обработки полуфабрикатов из алюминиевого сплава обеспечивает более высокий уровень свойств, чем способ прототипа.
Аналогичные результаты получены и при изготовлении деталей (изделий).
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать прессованные, катаные, кованные полуфабрикаты на металлургических заводах и изделия из них в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов на машиностроительных заводах с более высокой прочностью и коррозионной стойкостью, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность нового поколения авиакосмической техники. Предложенный способ может использоваться при изготовлении изделий наземного транспортного машиностроения и судостроения.
Claims (3)
1. Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия, включающий закалку и трехступенчатое искусственное старение, проводимое на первой и третьей ступенях при температуре 79-165°С, отличающийся тем, что после закалки проводят пластическую деформацию со степенью 0,5-45% при температуре 20-75°С и выдержку не менее 2 ч при температуре не выше 75°С, а искусственное старение на второй ступени проводят при температуре 150-240°С.
2. Способ термической обработки по п.1, отличающийся тем, что для сплава на основе алюминия системы Al-Mg-Si-Cu искусственное старение на первой ступени проводят при температуре 120-165°С.
3. Способ термической обработки по п.1, отличающийся тем, что для сплава на основе алюминия системы Al-Mg-Li-Cu искусственное старение на третьей ступени проводят при температуре 100-165°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106565/02A RU2235799C1 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106565/02A RU2235799C1 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2235799C1 true RU2235799C1 (ru) | 2004-09-10 |
RU2003106565A RU2003106565A (ru) | 2004-12-27 |
Family
ID=33433612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003106565/02A RU2235799C1 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2235799C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571993C1 (ru) * | 2014-10-02 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ деформационно-термической обработки объемных полуфабрикатов из al-cu-mg сплавов |
US10851447B2 (en) | 2016-12-02 | 2020-12-01 | Honeywell International Inc. | ECAE materials for high strength aluminum alloys |
US11649535B2 (en) | 2018-10-25 | 2023-05-16 | Honeywell International Inc. | ECAE processing for high strength and high hardness aluminum alloys |
-
2003
- 2003-03-12 RU RU2003106565/02A patent/RU2235799C1/ru active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571993C1 (ru) * | 2014-10-02 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ деформационно-термической обработки объемных полуфабрикатов из al-cu-mg сплавов |
US10851447B2 (en) | 2016-12-02 | 2020-12-01 | Honeywell International Inc. | ECAE materials for high strength aluminum alloys |
US11248286B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-02-15 | Honeywell International Inc. | ECAE materials for high strength aluminum alloys |
US11421311B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-08-23 | Honeywell International Inc. | ECAE materials for high strength aluminum alloys |
US11649535B2 (en) | 2018-10-25 | 2023-05-16 | Honeywell International Inc. | ECAE processing for high strength and high hardness aluminum alloys |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110396629B (zh) | 一种800MPa级铝合金挤压型材及其制备方法 | |
Binesh et al. | RUE-based semi-solid processing: Microstructure evolution and effective parameters | |
US9347558B2 (en) | Wrought and cast aluminum alloy with improved resistance to mechanical property degradation | |
JPH02190434A (ja) | 強度、靭性および腐食に関する改良された組合せを有するアルミニウム合金製品 | |
Birol | Thixoforming of EN AW-2014 alloy at high solid fraction | |
Afshari et al. | Effects of pre-deformation on microstructure and tensile properties of Al—Zn—Mg—Cu alloy produced by modified strain induced melt activation | |
AU759402B2 (en) | Aluminium based alloy and method for subjecting it to heat treatment | |
US6074501A (en) | Heat treatment for aluminum casting alloys to produce high strength at elevated temperatures | |
RU2235799C1 (ru) | Способ термической обработки полуфабрикатов и изделие из сплава на основе алюминия | |
Kabir et al. | The influence of ageing time and temperature on the structure and properties of heat treated A201. 0 aluminum alloy | |
RU2571993C1 (ru) | Способ деформационно-термической обработки объемных полуфабрикатов из al-cu-mg сплавов | |
Birol | Thixoforging experiments with 6082 extrusion feedstock | |
Birol | Response to T6 heat treatment of extruded and thixoformed EN AW 2014 alloys | |
Birol | A calorimetric analysis of the precipitation reactions in AlSi1MgMn alloy with Cu additions | |
CN105671376B (zh) | 高强高塑重力铸造与室温冷轧亚共晶铝硅合金材料及其制造方法 | |
CN111155001B (zh) | 一种高强度高延伸率铝合金及其生产方法 | |
JPH0796692B2 (ja) | 改良された疲労亀裂生長に対する抵抗を有する合金 | |
Li et al. | Microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr alloy after retrogression and re-aging treatments | |
RU2238997C1 (ru) | Способ изготовления полуфабрикатов из алюминиевого сплава и изделие, полученное этим способом | |
CN113897567A (zh) | 一种快速细化和均匀化铸态铝锂合金的均匀化形变热处理方法 | |
JPH0713275B2 (ja) | 高強度耐応力腐食割れ性アルミニウム基粉末冶金合金 | |
Hirsch | Annealing of Aluminum and Its Alloys | |
RU2256720C1 (ru) | Способ термомеханической обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов | |
Hayajneh et al. | The effect of nickel addition, solution treatment temperature and time on the precipitation hardening of (Al-Cu) alloys | |
McNamara et al. | The effect of cold work on the precipitation and recrystallization kinetics in Al-Sc-Zr alloys |