RU2351686C1 - Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium - Google Patents
Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351686C1 RU2351686C1 RU2007139156/02A RU2007139156A RU2351686C1 RU 2351686 C1 RU2351686 C1 RU 2351686C1 RU 2007139156/02 A RU2007139156/02 A RU 2007139156/02A RU 2007139156 A RU2007139156 A RU 2007139156A RU 2351686 C1 RU2351686 C1 RU 2351686C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- magnesium
- alloys
- extrusion
- hours
- Prior art date
Links
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомеханической обработке магниевых сплавов, и может быть использовано в авиастроении для изготовления различных деталей самолетов и вертолетов, например, колес и вилок шасси, различных рычагов, корпусов приборов; в ракетной технике для изготовления корпусов ракет, обтекателей, топливных и кислородных баков; в конструкциях автомобилей, особенно гоночных; в атомных реакторах для изготовления оболочек тепловыводящих элементов.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the thermomechanical processing of magnesium alloys, and can be used in the aircraft industry for the manufacture of various parts of aircraft and helicopters, for example, wheels and landing gear forks, various levers, instrument housings; in rocket technology for the manufacture of rocket bodies, fairings, fuel and oxygen tanks; in car designs, especially racing; in nuclear reactors for the manufacture of shells of heat-releasing elements.
Магниевые сплавы значительно легче алюминиевых, хорошо поглощают механические вибрации, что и определило их использование в качестве конструкционных материалов в авиации, ракетной технике и транспорте.Magnesium alloys are much lighter than aluminum alloys, they absorb mechanical vibrations well, which determined their use as structural materials in aviation, rocket technology and transport.
Магниевые сплавы имеют гексагональную структуру, поэтому при высокой удельной прочности они обладают низкой пластичностью и технологичностью, особенно при низких температурах, близких к комнатной и ниже ее. В связи с чем, при обработке давлением магниевых сплавов возникают существенные трудности.Magnesium alloys have a hexagonal structure, therefore, with high specific strength, they have low ductility and manufacturability, especially at low temperatures, close to room temperature and below it. In this connection, significant difficulties arise in the processing of magnesium alloys by pressure.
Повышение пластичности при сохранении высокого уровня прочности является самой актуальной проблемой при разработке сплавов на магниевой основе.Increasing ductility while maintaining a high level of strength is the most urgent problem in the development of magnesium-based alloys.
Известны способы обработки магниевых сплавов, повышающие их технологичность, в которых перед горячей обработкой давлением проводят гомогенизирующий отжиг.Known methods of processing magnesium alloys that increase their manufacturability, in which before hot pressure treatment is carried out homogenizing annealing.
Так в патенте Японии №2007-113037, опубликованном 10.05.2007, раскрыты высокопрочные магниевые сплавы, которые подвергнуты термомеханической обработке, заключающейся в гомогенизации сплава при температуре 320-430°С в течение 6-24 часов и последующей экструзии со скоростью 20 м/мин и ниже и степенью вытяжки более 20.So, in Japanese patent No. 2007-113037, published on 05/10/2007, high-strength magnesium alloys are disclosed, which are subjected to thermomechanical processing, which consists in homogenizing the alloy at a temperature of 320-430 ° C for 6-24 hours and subsequent extrusion at a speed of 20 m / min and lower and the degree of drawing more than 20.
Из патента Кореи №2007-0027642, опубликованном 09.03.2007, известен способ обработки магниевых сплавов, включающий гомогенизирующий отжиг при температуре 450-550°С в течение 1,5-18 часов со степенью вытяжки 16-100.From Korean patent No. 2007-0027642, published March 9, 2007, there is a known method for processing magnesium alloys, including homogenizing annealing at a temperature of 450-550 ° C for 1.5-18 hours with a draw ratio of 16-100.
В патенте Кореи №2007-0027457, опубликованном 09.03.2007, магниевые сплавы подвергают гемогенизации при 350-550°С, с выдержкой 1-1000 часов, и последующей прокатке при этой же температуре.In Korean Patent No. 2007-0027457, published March 9, 2007, magnesium alloys are subjected to hemogenization at 350-550 ° C. for 1-1000 hours, followed by rolling at the same temperature.
Недостатком известных способов является использование лишь одного механизма повышения комплекса свойств сплавов - создание полигонизованной дислокационной структуры, что ограничивает возможность одновременного улучшения прочностных и пластических характеристик. Сплавы, обработанные по указанным выше технологиям, обладают не достаточной пластичностью.A disadvantage of the known methods is the use of only one mechanism for increasing the complex of properties of alloys — the creation of a polygonized dislocation structure, which limits the possibility of simultaneously improving the strength and plastic characteristics. Alloys processed by the above technologies do not have sufficient ductility.
Физико-механические свойства сплавов могут быть заметно улучшены созданием в них различными методами ультромелкодисперсной структуры. К таким методам относится интенсивная пластическая деформация, позволяющая в условиях высоких давлений измельчать микроструктуру в объемных заготовках до ультромелкозернистой.The physicomechanical properties of alloys can be significantly improved by the creation of ultrafine-dispersed structures in them by various methods. Such methods include intense plastic deformation, which allows the microstructure in bulk workpieces to be ultrafine-grained under high pressure conditions.
Так известен способ обработки магниевых сплавов, при котором предварительно нагретые до 200-350°С слитки подвергают равноканальному угловому прессованию (РКУП) с последующим отжигом при 230-350°С [KR 2005, 0024735, опубликован 11.03.2005].Thus, there is a known method of processing magnesium alloys, in which ingots preheated to 200-350 ° C are subjected to equal channel angular pressing (ECAP) followed by annealing at 230-350 ° C [KR 2005, 0024735, published 11.03.2005].
Также известен способ термомеханической обработки сплавов на основе магния, включающий предварительный нагрев отливки до температуры 100-500°С и проведение при указанной температуре РКУП с последующим отжигом при 100-450°С в течение 2-24 часов [JP 2003-096549, опубликован 03.04.2003], который принят в качестве наиболее близкого к предложенному изобретению. Проведение РКУП после предварительного нагрева до температурного интервала прессования позволяет измельчить зерна, что приводит к повышению пластичности, однако уровень прочности остается достаточно низким.Also known is a method of thermomechanical processing of magnesium-based alloys, including pre-heating the casting to a temperature of 100-500 ° C and conducting ECAP at the indicated temperature, followed by annealing at 100-450 ° C for 2-24 hours [JP 2003-096549, published 03.04 .2003], which is adopted as the closest to the proposed invention. Carrying out ECAP after preheating to the temperature range of pressing allows to grind grains, which leads to an increase in ductility, however, the level of strength remains quite low.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа обработки, позволяющего получить высокопрочные и высокопластичные сплавы на основе магния.The problem to which the present invention is directed, is to create a processing method that allows to obtain high strength and high plastic alloys based on magnesium.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности и пластичности сплавов на основе магния.The technical result of the invention is to increase the strength and ductility of magnesium-based alloys.
Технический результат достигается тем, что в способе термомеханической обработки сплавов на основе магния, включающем равноканальное угловое прессование при температуре 250-320°С, согласно изобретению перед РКУП проводят гомогенизацию сплава при температуре 415-520°С в течение 4-24 часов с последующей экструзией при температуре 300-450°С со степенью вытяжки 7-18, а РКУП осуществляют с истинной степенью деформации 6-8.The technical result is achieved by the fact that in the method of thermomechanical processing of magnesium-based alloys, including equal-channel angular pressing at a temperature of 250-320 ° C, according to the invention, before the ECAP, the alloy is homogenized at a temperature of 415-520 ° C for 4-24 hours, followed by extrusion at a temperature of 300-450 ° C with a drawing degree of 7-18, and ECAP is carried out with a true degree of deformation of 6-8.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Проведение гемогенизирующего отжига при указанных режимах способствует выравниванию состава и структуры сплава. При температурах ниже 415°С затрудняется процесс диффузии, при температурах выше 520°С происходит значительный рост зерен. При выдержке меньше 4 часов процессы выравнивания проходят не полностью, что приводит к неоднородности состава и структуры по объему слитка. Слишком длительный нагрев, свыше 24 часов, способствует укрупнению зерен, что впоследствии, после пластической деформации, приводит к снижению прочности и пластичности.Carrying out hemogenizing annealing under these conditions helps to align the composition and structure of the alloy. At temperatures below 415 ° C, the diffusion process is hindered; at temperatures above 520 ° C, significant grain growth occurs. When the exposure is less than 4 hours, the alignment processes are not complete, which leads to heterogeneity of the composition and structure by volume of the ingot. Too long heating, over 24 hours, contributes to the enlargement of grains, which subsequently, after plastic deformation, leads to a decrease in strength and ductility.
Экструзия отожженного состояния приводит к повышению прочности за счет образования субзеренной полигонизованной структуры, но пластичность резко снижается. Экспериментально установлено, что максимальное упрочнение при оптимальном снижении пластичности достигается при проведении экструзии в заявленных режимах. При температуре экструзии ниже 300°С формируется частично ячеистая структура, уменьшающая пластичность. Экструзия при температуре выше 450°С сопровождается значительным ростом зерна.Extrusion of the annealed state leads to an increase in strength due to the formation of a subgrain polygonized structure, but the ductility decreases sharply. It was experimentally established that the maximum hardening with an optimal decrease in ductility is achieved by extrusion in the claimed modes. At an extrusion temperature below 300 ° C, a partially cellular structure is formed, which reduces ductility. Extrusion at temperatures above 450 ° C is accompanied by a significant increase in grain.
Для повышения пластичности экструдированного магниевого сплава и сохранения высокого уровня прочности его подвергают РКУП с истинной степенью деформации ε=6-8 при температуре 250-320°С. Электронно-микроскопические исследования показали, что в процессе деформации в магниевом сплаве развивается непрерывная динамическая рекристаллизация. Пластическая деформация при ε<6 ведет к формированию смешанной структуры, состоящей из областей равноосных субзерен и полос, содержащих ячейки и плотные дислокационные сетки. В интервале ε=6-8 малоугловые границы субзерен и полос трансформируются в высокоугловые границы и в материале формируется ультрамелкозернистая структура с размером зерен 1-3 мкм, относительно однородная, что и приводит к повышению пластичности материала при сохранении достаточно высокого уровня прочности, полученного в результате экструзии.To increase the ductility of the extruded magnesium alloy and maintain a high level of strength, it is subjected to ECAP with a true degree of deformation ε = 6-8 at a temperature of 250-320 ° C. Electron microscopic studies have shown that in the process of deformation in a magnesium alloy continuous dynamic recrystallization develops. Plastic deformation at ε <6 leads to the formation of a mixed structure consisting of regions of equiaxed subgrains and bands containing cells and dense dislocation networks. In the range ε = 6–8, the small-angle boundaries of subgrains and bands are transformed into high-angle boundaries and an ultrafine-grained structure with a grain size of 1-3 μm is formed, relatively homogeneous, which leads to an increase in the ductility of the material while maintaining a sufficiently high level of strength obtained as a result extrusion.
Способ иллюстрируется следующим примером.The method is illustrated by the following example.
Литой сплав на основе магния, содержащий 0,49 мас.% А1 и 0,47 мас.% Са подвергли обработке по следующим режимам:A magnesium-based cast alloy containing 0.49 wt.% A1 and 0.47 wt.% Ca was treated in the following modes:
- гомогенизация при температуре 415°С, 8 часов в мелком порошке оксида алюминия с охлаждением на воздухе;- homogenization at a temperature of 415 ° C, 8 hours in a fine powder of aluminum oxide with cooling in air;
- экструзия при 340°С со степенью вытяжки 10 и скоростью экструдирования 1 мм/с;- extrusion at 340 ° C with a drawing ratio of 10 and an extrusion rate of 1 mm / s;
- РКУП при 300°С с 6 проходами по маршруту Вс со скоростью прессования 10 мм/мин (истинная степень деформации ε=6,8).- ECAP at 300 ° C with 6 passes along the route Bc with a pressing speed of 10 mm / min (true degree of deformation ε = 6.8).
Обработанный по заявленной технологии сплав имел предел текучести σ0,2=180 МПа и относительное удлинение δ=12%.Processed according to the claimed technology, the alloy had a yield strength σ 0.2 = 180 MPa and elongation δ = 12%.
Для сравнения сплав был обработан по режимам, частично исключающим операции заявленного способа с измерением предела текучести и относительного удлинения.For comparison, the alloy was processed according to the regimes, partially excluding the operation of the claimed method with measuring the yield strength and elongation.
После гомогенизации при 475°С, 4 часа с охлаждением на воздухе, сплав имел σ0,2=82 МПа и δ=2,5%.After homogenization at 475 ° C for 4 hours with cooling in air, the alloy had σ 0.2 = 82 MPa and δ = 2.5%.
После гемогенизации при 475°С, в течение 4 часов в защитной среде с охлаждением на воздухе и последующим РКУП при 300°С, сплав имел σ0,2=156 МПа, δ=8,4%.After hemogenization at 475 ° С, for 4 hours in a protective medium with cooling in air and subsequent ECAP at 300 ° С, the alloy had σ 0.2 = 156 MPa, δ = 8.4%.
После обработки по режиму: гомогенизация при 415°С в течение 8 часов в защитной среде с охлаждением на воздухе и экструзии при 340°С, сплав имел σ0,2=182 МПа, δ=8%.After processing according to the regime: homogenization at 415 ° С for 8 hours in a protective medium with cooling in air and extrusion at 340 ° С, the alloy had σ 0.2 = 182 MPa, δ = 8%.
Анализ полученных данных показал, что пластичность после РКУП экструдированного магниевого сплава повышается в 1,5 раза при сохранении уровня предела текучести экструдированного состояния.An analysis of the data showed that the plasticity after ECAP of the extruded magnesium alloy increases by 1.5 times while maintaining the level of yield strength of the extruded state.
Таким образом, только при совместном проведении всех заявленных технологических операций по заявленным режимам возможно получить магниевые сплавы, обладающие одновременно высокой прочностью и пластичностью.Thus, only with the joint implementation of all declared technological operations according to the declared modes, it is possible to obtain magnesium alloys having both high strength and ductility.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139156/02A RU2351686C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139156/02A RU2351686C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2351686C1 true RU2351686C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139156/02A RU2351686C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2351686C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101892445A (en) * | 2010-07-07 | 2010-11-24 | 中南大学 | Method for preparing magnesium alloy bar with superhigh intensity by powerful deformation |
| RU2443786C1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Low-carbon steel treatment method |
| RU2467090C1 (en) * | 2011-09-20 | 2012-11-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions) |
| CN109022847A (en) * | 2018-08-21 | 2018-12-18 | 西南大学 | A kind of composite preparation process of High-performance Magnesium Rare-earth Alloys |
| RU2678111C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | METHOD FOR PROCESSING MAGNESIUM ALLOY OF Mg-Y-Nd-Zr SYSTEM BY EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING |
-
2007
- 2007-10-24 RU RU2007139156/02A patent/RU2351686C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101892445A (en) * | 2010-07-07 | 2010-11-24 | 中南大学 | Method for preparing magnesium alloy bar with superhigh intensity by powerful deformation |
| RU2443786C1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Low-carbon steel treatment method |
| RU2467090C1 (en) * | 2011-09-20 | 2012-11-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions) |
| RU2678111C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | METHOD FOR PROCESSING MAGNESIUM ALLOY OF Mg-Y-Nd-Zr SYSTEM BY EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING |
| CN109022847A (en) * | 2018-08-21 | 2018-12-18 | 西南大学 | A kind of composite preparation process of High-performance Magnesium Rare-earth Alloys |
| CN109022847B (en) * | 2018-08-21 | 2020-06-16 | 西南大学 | Composite preparation method of high-performance rare earth magnesium alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8372220B2 (en) | Aluminum alloy forgings and process for production thereof | |
| EP2274454B1 (en) | Alloy composition and preparation thereof | |
| EP3844313B1 (en) | High-strength titanium alloy for additive manufacturing | |
| RU2351686C1 (en) | Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium | |
| KR101931672B1 (en) | High speed extrudable non-flammability magnesium alloys and method for manufacturing magnesium alloy extrusion using the same | |
| JPS61117204A (en) | High-strength al alloy member for structural purpose | |
| CN103898378B (en) | High-magnesium aluminum alloy cold drawn bar and manufacture method thereof | |
| KR101626820B1 (en) | magnesium-alloy plate and manufacturing method of it | |
| CN111270115A (en) | Method for manufacturing high-strength 7000 series aluminum alloy section for automobile body | |
| US20180363113A1 (en) | High-strength aluminum alloy plate | |
| CN108707800B (en) | Magnesium alloy material with high strength and plasticity and low rare earth content and preparation method thereof | |
| RU2396368C2 (en) | PROCEDURE FOR THERMAL-MECHANICAL TREATMENT OF ALLOYS OF SYSTEM Mg-Al-Zn | |
| CN111996425A (en) | High-strength Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloy and preparation method thereof | |
| KR100768568B1 (en) | Method of carrying out ecap at room temperature for magnesium materials | |
| CN112522551B (en) | Ag microalloying aluminum alloy with rapid aging response and preparation method and application thereof | |
| CN114540670A (en) | Aluminum alloy for forging and preparation method thereof | |
| JPH04341546A (en) | Production of high strength aluminum alloy-extruded shape material | |
| KR101680046B1 (en) | Method for manufacturing high-strength wrought magnesium alloy by conducting aging treatment prior to plastic working and high-strength wrought magnesium alloy manufactured thereby | |
| CN115011824A (en) | High-strength and high-creep-resistance magnesium alloy and preparation method and application thereof | |
| Mansoor et al. | Microstructure and porosity in thixomolded Mg alloys and minimizing adverse effects on formability | |
| CN112593130A (en) | 2014A bar material for transmission shaft and production process | |
| JPS6283453A (en) | Manufacture of aluminum alloy ingot for extrusion | |
| Shin et al. | EffEcts of sPD by biaxial altErnatE forging on thE tEnsilE ProPErtiEs anD MicrostructurE of aZ31b MagnEsiuM alloy | |
| CN103643186B (en) | A kind of aluminum alloy for rail-vehicle bogie shaft box body thermal treatment process | |
| CN110777286B (en) | Preparation method of medium-strength weldable corrosion-resistant scandium-containing high-magnesium aluminum alloy forging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171025 |