RU2299264C1 - Способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов - Google Patents
Способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299264C1 RU2299264C1 RU2005140787/02A RU2005140787A RU2299264C1 RU 2299264 C1 RU2299264 C1 RU 2299264C1 RU 2005140787/02 A RU2005140787/02 A RU 2005140787/02A RU 2005140787 A RU2005140787 A RU 2005140787A RU 2299264 C1 RU2299264 C1 RU 2299264C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- plastic deformation
- heating
- till
- aluminum alloys
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения изделий из деформируемых алюминиевых сплавов, в том числе крупногабаритных, имеющих массивные сечения и сложную форму. Способ изготовления изделий включает гомогенизацию слитка, охлаждение, нагрев до температуры предварительной пластической деформации, предварительную пластическую деформацию, нагрев заготовки до температуры окончательной пластической деформации, окончательную пластическую деформацию при этой температуре и термическую обработку. Перед нагревом изделий под окончательную пластическую деформацию заготовку нагревают до температуры 450-480°С. Затем проводят выдержку при этой температуре в течение времени, достаточном для растворения избыточных эвтектических и вторичных фаз. Последующее охлаждение проводят со скоростью не менее 100°С/ч до температуры на 20-70°С ниже T1, где T1 - температура минимальной устойчивости твердого раствора. В частных случаях осуществления изобретения гомогенизацию слитка проводят при температуре 300-470°С/ч и времени выдержки 3-42 ч со скоростью нагрева не более 50°С/ч до температуры выдержки. Техническим результатом изобретения является разработка способа изготовления изделий, обладающих улучшенным комплексом прочностных свойств, вязкости разрушения, коррозионной стойкости, особенно снижением склонности к межкристаллитной коррозии. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения изделий из деформируемых алюминиевых сплавов, в том числе крупногабаритных, имеющих массивные сечения и сложную форму, типа шпангоутов, фитингов, балок и др., предназначенных для использования в авиакосмической, судостроительной, автомобильной и машиностроительной промышленности. Для таких изделий необходимыми требованиями являются однородность структуры и свойств в объеме и сочетание высоких уровней прочности, вязкости разрушения, коррозионной стойкости, что обеспечивает повышение весовой эффективности, ресурса и надежности деталей в эксплуатации.
Известен способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов, содержащих по крайней мере один переходный металл, включающий следующие операции: нагрев слитка до температуры предварительной пластической деформации 262-398°С с выдержкой 0,5-7 ч, предварительная пластическая деформация при этой температуре, нагрев перед окончательной пластической деформацией до температуры 405-445°С, выдержка при этой температуре в течение 0,5-7 ч и последующая окончательная пластическая деформация, термическая обработка (Патент РФ №2152451).
Известен способ получения полуфабрикатов из сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu с повышенными статическими механическими характеристиками, состоящий из следующих операций: двухступенчатая гомогенизация - температура 460°С, выдержка 7 ч + температура 466°С, выдержка 23 ч, ковка при температуре 400°С, закалка с температуры 475°С и двухступенчатое старение по режиму: температура 120°С, выдержка 6 ч + температура 135°С, выдержка 7 ч (Заявка США №2003/219353).
Недостатками указанных способов являются неоднородность структуры полуфабрикатов, низкие показатели вязкости разрушения K1C, значительная анизотропия механических свойств и пониженные коррозионные свойства, что приводит к снижению ресурса и надежности в эксплуатации изделий.
Наиболее близким к предложенному способу, принятым за прототип, является способ получения изделий из алюминиевых деформируемых сплавов, содержащих по крайней мере один переходный металл, предусматривающий проведение следующих операций: гомогенизация слитков из сплава системы Al-Zn-Mg-Cu при температуре 300-448°С, выдержка 3 ч, охлаждение со скоростью не менее 100°С/ч до температуры 18-35°С, низкотемпературный нагрев до температуры выделения упрочняющих фаз при температуре (~250°С), предварительная пластическая деформации при этой температуре, по крайней мере один нагрев до температуры окончательной пластической деформации, окончательная пластическая деформация со степенью не более 75% за один нагрев и термическая обработка (Патент РФ №2087582).
Недостатком этого способа является то, что температуры гомогенизации (300-448°С) и нагрева под деформацию слитков (~250°С), а также продолжительность выдержки при этих температурах (~3 ч) не обеспечивают прохождение диффузионных процессов в полной мере. Как следствие - происходит образование неоднородной структуры в слитках и деформированных заготовках, которая характеризуется наличием грубых избыточных фаз на границах и в теле зерен; в деформированных изделиях сохраняется присущая литому состоянию неоднородность химического состава в объеме металла и обеднение твердого раствора легирующими элементами. Все это приводит к снижению прочностных свойств, показателей вязкости разрушения, пластичности и коррозионной стойкости материала и усилению анизотропии механических свойств.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления изделий, особенно массивных крупногабаритных, из деформируемых алюминиевых сплавов, обладающих улучшенным комплексом прочностных свойств, вязкости разрушения, коррозионной стойкости, особенно снижением склонности к межкристаллитной коррозии (МКК), путем регламентирования структуры - уменьшения объемной доли частиц избыточных фаз, повышения однородности структуры и свойств в объеме изделия, уменьшения анизотропии механических свойств, что обеспечивает повышение весовой эффективности, ресурса и надежности изделия в эксплуатации.
Для решения поставленной задачи предложен способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов, включающий гомогенизацию слитка, охлаждение, нагрев до температуры предварительной пластической деформации, предварительную пластическую деформацию, нагрев заготовки до температуры окончательной пластической деформации, окончательную пластическую деформацию при этой температуре и термическую обработку, отличающийся тем, что перед нагревом под окончательную пластическую деформацию заготовку нагревают до температуры 450-480°С, выдерживают при этой температуре в течение времени, достаточного для растворения избыточных эвтектических и вторичных фаз, и охлаждают со скоростью не менее 100°С/ч до температуры на 20-70°С ниже T1 (где T1 - температура минимальной устойчивости твердого раствора).
Гомогенизацию слитков проводят по различным режимам. Для изделий из слитков небольших размеров (диаметром до 400 или толщиной до 200 мм) в одну стадию - при температурах 300-470°С и времени выдержки 3-42 ч, причем скорость нагрева до температуры выдержки составляет не более 50°С/ч. При двухстадийном режиме гомогенизации, применяемом предпочтительно для крупногабаритных слитков (диаметром или толщиной свыше 200 мм), первую стадию осуществляют в интервале температур минимальной устойчивости твердого раствора основных легирующих элементов в алюминии со скоростью нагрева 2-5°С/ ч, а на второй стадии проводят нагрев со скоростью 30-50°С/ч до температуры 450-480°С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 3-42 ч. Температура устойчивости твердого раствора основных легирующих элементов в алюминии составляет, как правило, 280-350°С.
Нагрев и последующая выдержка предварительно деформированной заготовки при температуре 450-480°С обеспечивает более полное растворение сохранившихся после гомогенизации слитка неравновесных частиц эвтектических фаз, уменьшение объемной доли этих частиц и повышение однородности химического состава за счет ускорения диффузии легирующих элементов в деформированной матрице по сравнению с литой.
Регламентирование скорости охлаждения с температуры выдержки 450-480°С не менее 100°С/ч перед окончательной деформацией приводит к выделению из пересыщенного твердого раствора вторичных фаз глобулярной формы, что способствует протеканию более равномерной деформации, получению однородных структуры и свойств в объеме изделия.
Примеры осуществления.
В промышленных условиях были отлиты методом полунепрерывного литья круглые слитки диаметром 400 и 650 мм из сплава 1933 и плоские слитки сечением 200×1100 мм из сплава В95пч.
Из полученных слитков были изготовлены изделия в виде поковок, штамповок (сплав 1933) и плит (сплав В95пч). Технологические параметры их изготовления представлены в таблице 1, где примеры 1-4 - предлагаемый способ, примеры 5, 6 - способ-прототип. Полученные изделия подвергали термообработке по стандартным режимам (закалка + старение по режиму Т2).
В таблице 2 представлен комплекс свойств и параметры структуры изделий, полученных по предлагаемому способу (примеры 1-4) и способу-прототипу (примеры 5, 6).
Как видно из таблицы 2, предложенный способ позволяет получить в изделиях улучшенный комплекс прочностных свойств, пластичности, вязкости разрушения, усталостных и коррозионных свойств, особенно склонности к МКК в массивных крупногабаритных изделиях, а также уменьшение анизотропии механических свойств, что связано с формированием более благоприятной структуры: измельчением частиц избыточных фаз и уменьшением их объемной доли по сравнению со способом-прототипом.
Аналогичное положительное влияние на структуру и комплекс свойств изделий, изготовленных по предлагаемому способу, получено на деформируемых алюминиевых сплавах типа В96Ц-3 и др.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить изделия для конструкций авиакосмической техники, судостроения, транспортного машиностроения, такие как силовой набор, обшивки из деформируемых алюминиевых сплавов, содержащих добавки переходных металлов, с повышенным комплексом эксплуатационных свойств, что обеспечивает увеличение ресурса, надежности и весовой эффективности конструкций в 1,5-2 раза.
Таблица 2 | |||||||||||
Свойства и параметры структуры изделий | |||||||||||
№ п/п | Вид изделия | Направление вырезки образцов | σв, МПа | σ0,2, МПа | δ, % | (K1C), МПа√м | МЦУ (Ncp), циклы | σкр, МПа | Глубина МКК, мм | V, % | D, мкм |
1 | Поковка размером 120×400×1100 мм | Д | 550 | 490 | 16 | 41,5 | 220000 | 180 | нет | 0,19 | 1,0 |
В | 540 | 485 | 9 | 29,0 | |||||||
2 | Поковка размером 120×400×1100 мм | Д | 545 | 490 | 15 | 41,0 | 230000 | 180 | нет | 0,21 | 1,1 |
В | 535 | 475 | 8 | 28,5 | |||||||
3 | Штамповка размером 60×300×400 мм | Д | 550 | 505 | 17 | 39,0 | 245000 | 180 | нет | 0,18 | 1,1 |
В | 535 | 550 | 9 | 30,0 | |||||||
4 | Плита толщиной 60 мм | Д | 540 | 480 | 16 | 38,5 | 205000 | 180 | нет | 0,22 | 1,3 |
В | 530 | 470 | 8 | 27,0 | |||||||
5 | Плита толщиной 60 мм | Д | 515 | 460 | 12 | 35,0 | 140000 | 140 | 0,15 | 0,38 | 2,0 |
прототип | В | 470 | 425 | 5 | 22,0 | ||||||
6 | Поковка размером 120×400×1100 мм | Д | 520 | 490 | 9 | 34,5 | 130000 | 140 | 0,20 | 0,45 | 2,2 |
прототип | В | 470 | 440 | 4 | 22,0 | ||||||
где №1-4 - предлагаемый способ, №5, 6 - способ-прототип; Д - продольное направление, В - высотное направление, σв - временное сопротивление, σ0,2 - предел текучести, δ - относительное удлинение, K1С - вязкость разрушения, МЦУ - малоцикловая усталость при σмах=157 МПа, Kt=2,6, f=3-5 Гц, σкр - критическое напряжение при испытании коррозионной стойкости на базе 45 суток, МКК - склонность к межкристаллитной коррозии, V - объемная доля частиц избыточных фаз, D - средний размер частиц избыточных фаз. |
Claims (3)
1. Способ изготовления изделий из алюминиевых деформируемых сплавов, включающий гомогенизацию слитка, охлаждение, нагрев до температуры предварительной пластической деформации, предварительную пластическую деформацию, нагрев заготовки до температуры окончательной пластической деформации, окончательную пластическую деформацию при этой температуре и термическую обработку, отличающийся тем, что перед нагревом под окончательную пластическую деформацию заготовку нагревают до температуры 450-480°С, выдерживают при этой температуре в течение времени, достаточном для растворения избыточных эвтектических и вторичных фаз, и охлаждают со скоростью не менее 100°С/ч до температуры на 20-70°С ниже Т1, где T1 - температура минимальной устойчивости твердого раствора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гомогенизацию слитка проводят при температуре 300-470°С/ч и времени выдержки 3-42 ч со скоростью нагрева не более 50°С/ч до температуры выдержки.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гомогенизацию слитка проводят в две стадии: первую стадию осуществляют в интервале температур минимальной устойчивости твердого раствора основных легирующих элементов в алюминии со скоростью нагрева 2-5°С/ч, а на второй стадии проводят нагрев со скоростью 30-50°С/ч до температуры 450-480°С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 3-42 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140787/02A RU2299264C1 (ru) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140787/02A RU2299264C1 (ru) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2299264C1 true RU2299264C1 (ru) | 2007-05-20 |
Family
ID=38164126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005140787/02A RU2299264C1 (ru) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2299264C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532687C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ДИСК БС" | Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши из сплава, содержащего алюминий |
RU2532678C2 (ru) * | 2011-06-27 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ДИСК БС" | Способ изготовления деталей типа стакана или чаши из алюминиевого сплава |
-
2005
- 2005-12-27 RU RU2005140787/02A patent/RU2299264C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532687C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ДИСК БС" | Способ изготовления деталей типа осесимметричной чаши из сплава, содержащего алюминий |
RU2532678C2 (ru) * | 2011-06-27 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ДИСК БС" | Способ изготовления деталей типа стакана или чаши из алюминиевого сплава |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2418079C (en) | High strength aluminium-based alloy and the article made thereof | |
EP3009525A1 (en) | Aluminium alloy forging and method for producing the same | |
Meenia et al. | Particle refinement and fine-grain formation leading to enhanced mechanical behaviour in a hypo-eutectic Al–Si alloy subjected to multi-pass friction stir processing | |
US11421311B2 (en) | ECAE materials for high strength aluminum alloys | |
EP2274454B1 (en) | Alloy composition and preparation thereof | |
US9469892B2 (en) | Hot thermo-mechanical processing of heat-treatable aluminum alloys | |
US9347558B2 (en) | Wrought and cast aluminum alloy with improved resistance to mechanical property degradation | |
KR102565183B1 (ko) | 7xxx-시리즈 알루미늄 합금 제품 | |
Guo et al. | Reciprocating extrusion of rapidly solidified Mg–6Zn–1Y–0.6 Ce–0.6 Zr alloy | |
Chen et al. | Microstructure evolution and mechanical properties of 7A09 high strength aluminium alloy processed by backward extrusion at room temperature | |
Wang et al. | Effects of under-aging treatment on microstructure and mechanical properties of squeeze-cast Al-Zn-Mg-Cu alloy | |
RU2569275C1 (ru) | Плита из высокопрочного алюминиевого сплава и способ ее изготовления | |
KR102589799B1 (ko) | 고강도 알루미늄-계 합금 및 그로부터 물품을 생산하기 위한 방법 | |
RU2299264C1 (ru) | Способ изготовления изделий из деформируемых алюминиевых сплавов | |
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 | |
JP2023549190A (ja) | 2xxx系アルミニウム合金製品の製造方法 | |
RU2489217C1 (ru) | Способ производства листов из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, легированных скандием и цирконием | |
RU2238997C1 (ru) | Способ изготовления полуфабрикатов из алюминиевого сплава и изделие, полученное этим способом | |
RU2203976C2 (ru) | СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЛИТЫХ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДОВ ТИТАНА γ-TiAl И α-Ti3Al | |
RU2744582C1 (ru) | Способ получения массивных полуфабрикатов из высокопрочных алюминиевых сплавов | |
RU2497971C1 (ru) | МОДИФИЦИРУЮЩИЙ ЛИГАТУРНЫЙ ПРУТОК Ai-Sc-Zr | |
CN114787403A (zh) | 粉末铝材料 | |
RU2284367C1 (ru) | Способ изготовления изделий из алюминиевых деформируемых сплавов | |
US20150315690A1 (en) | Method for manufacturing extruded magnesium alloy and extruded magnesium alloy manufactured thereby | |
Nikzad et al. | Microstructure of shear-induced thixoformed Al-4.5 Cu-1.5 Mg alloy via RAP and SSTT processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20081020 |
|
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 20081017 Effective date: 20210113 |