RU2467090C1 - Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions) - Google Patents

Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2467090C1
RU2467090C1 RU2011138667/02A RU2011138667A RU2467090C1 RU 2467090 C1 RU2467090 C1 RU 2467090C1 RU 2011138667/02 A RU2011138667/02 A RU 2011138667/02A RU 2011138667 A RU2011138667 A RU 2011138667A RU 2467090 C1 RU2467090 C1 RU 2467090C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloys
alloy
channel angular
temperature
equal
Prior art date
Application number
RU2011138667/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Чувильдеев (RU)
Владимир Николаевич Чувильдеев
Алексей Владимирович Нохрин (RU)
Алексей Владимирович Нохрин
Анна Владимировна Москвичева (RU)
Анна Владимировна Москвичева
Юрий Геннадьевич Лопатин (RU)
Юрий Геннадьевич Лопатин
Глеб Викторович Баранов (RU)
Глеб Викторович Баранов
Владимир Юрьевич Белов (RU)
Владимир Юрьевич Белов
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского"
Priority to RU2011138667/02A priority Critical patent/RU2467090C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467090C1 publication Critical patent/RU2467090C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly, to producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof. Proposed method comprises preliminary equal-channel angular pressing and subsequent strain-forming of articles thereof. Said equal-channel angular pressing is performed at deformation temperature and rate selected subject to alloy composition by preset relation while strain-forming is carried out by extrusion at room temperature and deformation rate selected subject to alloy composition by preset relation.
EFFECT: better manufacturability, higher strength and ductility.
9 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Группа изобретений относится к области металлургии цветных сплавов, в частности к технологии термомеханической обработки алюминиевых и магниевых сплавов, обеспечивающей формирование их нано- и микрокристаллической зеренной структуры, характеризующейся одновременным повышением пластичности и прочности указанных сплавов, при получении из них изделий сложной формы с улучшенными механическими свойствами.The group of inventions relates to the field of metallurgy of non-ferrous alloys, in particular to the technology of thermomechanical processing of aluminum and magnesium alloys, providing the formation of their nano- and microcrystalline grain structure, characterized by a simultaneous increase in the ductility and strength of these alloys, upon receipt of them products of complex shape with improved mechanical properties .

Традиционная технология изготовления изделий из рассматриваемых цветных сплавов представляет собой усложненный комплекс производственных операций по термомеханической обработке этих сплавов в связи с противоречащими друг другу задачами повышения пластических свойств заготовок из указанных сплавов, необходимых для формовки деталей сложной формы, и обеспечения высокой прочности материала изделий на выходе.The traditional technology of manufacturing products from the considered non-ferrous alloys is a complicated set of production operations for thermomechanical processing of these alloys in connection with conflicting tasks of increasing the plastic properties of workpieces from these alloys necessary for molding parts of complex shape and ensuring high strength of the product material at the output.

Так, известны многостадийные термомеханические обработки сплавов на алюминиевой (см. патент США №4092181, C22F 1/04, 1978) и магниевой (см. авторское свидетельство СССР №1033569, C22F 1/06, 1983) основах, основным недостатком которых являются большая продолжительность технологического цикла (в обоих аналогах) при недостаточно оптимальном сочетании достигаемых механических свойств (пластичности и прочности) сплавов (низкой пластичности во втором аналоге).Thus, multistage thermomechanical processing of alloys on aluminum (see US patent No. 4092181, C22F 1/04, 1978) and magnesium (see USSR copyright certificate No. 1033569, C22F 1/06, 1983) bases is known, the main disadvantage of which is the long duration the technological cycle (in both analogues) with an insufficiently optimal combination of the achieved mechanical properties (ductility and strength) of the alloys (low ductility in the second analogue).

Некоторое улучшение технологичности за счет снижения числа операций термомеханической обработки при изготовлении изделий с повышенными прочностными свойствами из алюминиевых и магниевых сплавов достигнуто в известных способах: способе получения листов из высокопрочных алюминиевых сплавов с высокими показателями пластичности, обеспечивающими получение листовых деталей сложной формы в качестве силовых элементов типа жесткостей с ребрами и других подобных деталей (см. патент РФ №2246555, C22F 1/053, 2005), или способе получения заготовок из магниевых сплавов, обладающих повышенными прочностными и приемлемыми пластическими свойствами, достаточными для изготовления деформированных полуфабрикатов, предназначенных для изделий авиакосмической техники и машиностроения (см. патент РФ №2213800, C22F 1/06, 2003).A certain improvement in manufacturability by reducing the number of thermomechanical processing operations in the manufacture of products with increased strength properties from aluminum and magnesium alloys was achieved in known methods: a method for producing sheets of high-strength aluminum alloys with high ductility indices, providing sheet metal parts of complex shape as power elements of the type stiffness with ribs and other similar details (see RF patent No. 2246555, C22F 1/053, 2005), or a method for producing blanks from mag alloys with increased strength and acceptable plastic properties sufficient for the manufacture of deformed semi-finished products intended for aerospace engineering and mechanical engineering products (see RF patent No. 2213800, C22F 1/06, 2003).

Однако оба данных аналога также недостаточно эффективны с точки зрения производственных возможностей и достигаемых механических свойств (пластичности и прочности) сплавов.However, both of these analogues are also not sufficiently effective in terms of production capabilities and achieved mechanical properties (ductility and strength) of the alloys.

В первом аналоге, представляющем собой получение слитка из высокопрочного алюминиевого сплава системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr и деформацию слитка путем горячей прокатки при температуре 370-450°C до изготовления прессованной полосы с коэффициентом вытяжки не менее 8 и холодную прокатку полосы со степенью деформации не менее 30%, при достижении сочетания высоких пластичности и прочности (относительное удлинение - 11% и предел прочности - 625 МПа) технологические условия их достижения характеризуются производственно проигрышно с точки зрения затратного используемого производственного оборудования и относительно высокой температуры горячей прокатки (не менее 370°C) для формирования нерекристаллизованной структуры с размером субзерна менее 3 мкм.In the first analogue, which is the production of an ingot from a high-strength aluminum alloy of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system and the deformation of the ingot by hot rolling at a temperature of 370-450 ° C to produce a pressed strip with a drawing coefficient of at least 8 and cold rolling the strip with the degree of deformation of not less than 30%, when a combination of high ductility and strength is achieved (elongation of 11% and tensile strength of 625 MPa), the technological conditions for their achievement are characterized by a production loss from the point of view of costly use production equipment and a relatively high temperature of hot rolling (at least 370 ° C) to form an unrecrystallized structure with a subgrain size of less than 3 μm.

Во втором аналоге, представляющем собой нагрев до 280-420°C литого магниевого сплава системы Mg-Zn-Zr перед каждым переходом ступенчатой деформации с суммарной степенью деформации 94,0-99,5%, после которой охлаждение сплава на воздухе и его окончательный нагрев до 370-420°C в изотермических условиях и проведение окончательной деформации со скоростью 1·10-4-2·10-2 с-1 при достижении предела прочности 239 МПа и удовлетворительного уровня пластичности (относительное удлинение - 18,2% - см. патент РФ №2148104, C22F 1/06, 2000 - прототип для второго аналога с выходной пластичностью сплава на уровне пластичности сплава во втором аналоге), технологические условия их достижения также характеризуются производственно проигрышно с точки зрения ступенчатых режимов обработки и относительно высокой температуры нагрева (интервал 280-420°C) при недостаточно оптимальном сочетании механических свойств (с недостаточно высокой прочностью и пластичностью).In the second analogue, which is heating the Mg-Zn-Zr system magnesium alloy to 280-420 ° C before each transition of stepwise deformation with a total degree of deformation of 94.0-99.5%, after which the alloy is cooled in air and finally heated up to 370-420 ° C in isothermal conditions and carrying out the final deformation at a rate of 1 · 10 -4 -2 · 10 · -2 s -1 when reaching the tensile strength of 239 MPa and a satisfactory level of ductility (elongation of 18.2% - see RF patent No. 2148104, C22F 1/06, 2000 - prototype for the second analogue with the output face the alloy at the level of ductility of the alloy in the second analogue), the technological conditions for their achievement are also characterized by a production loss in terms of stepwise processing conditions and a relatively high heating temperature (range 280-420 ° C) with an insufficiently optimal combination of mechanical properties (with insufficiently high strength and ductility).

Из наиболее близких по технической сущности аналогов в качестве прототипов для заявляемой группы изобретений заявляемых способа и вариантов изделий выбраны способ, характеризующийся одновременным повышением пластичности и прочности литого сплава на основе магния, содержащего 0,49% Al и 0,47% Са при изготовлении из него различных авиадеталей, колес и вилок шасси и др., в частности одновременным обеспечением повышенной пластичности (относительное удлинение - 12%) и повышенной прочности (предел текучести 180 МПа) сплава в результате предварительной гомогенизации сплава при температуре 415-520°C в течение 4-24 ч с последующей экструзией при температуре 300-450°C со степенью вытяжки 7-18 и его равноканального углового прессования при температуре 250-320°C с истинной степенью деформации 6-8 перед деформационным формообразованием деталей, и изделия, представляющие собой заготовки под последующее формообразование деталей, полученные изложенным способом (см. патент РФ №2351686, C22F 1/06, B21J 1/06, B21J 5/00, B21J 5/06, B21C 23/00, 2009).From the closest in technical essence analogues as prototypes for the claimed group of inventions of the claimed method and product options, a method is selected that is characterized by a simultaneous increase in the ductility and strength of a magnesium-based cast alloy containing 0.49% Al and 0.47% Ca in the manufacture of it various aircraft parts, wheels and forks of the chassis, etc., in particular, simultaneously providing increased ductility (elongation 12%) and increased strength (yield strength 180 MPa) of the alloy as a result of preliminary homogenization of the alloy at a temperature of 415-520 ° C for 4-24 hours, followed by extrusion at a temperature of 300-450 ° C with a draw ratio of 7-18 and its equal-channel angular pressing at a temperature of 250-320 ° C with a true degree of deformation of 6- 8 before the deformation shaping of parts, and products representing blanks for the subsequent shaping of parts obtained by the above method (see RF patent No. 2351686, C22F 1/06, B21J 1/06, B21J 5/00, B21J 5/06, B21C 23 / 00, 2009).

Указанные прототипы также имеют недостаток, заключающийся в не реализованном в них (для прототипа заявляемого способа) резерве сокращения операций термомеханической обработки легких цветных сплавов, улучшения технологии интенсивного пластического деформирования сплавов (снижения температуры деформирования при равноканальном угловом прессовании) и (для прототипа для заявляемых изделий) резерве оптимизации достигаемого сочетания механических свойств (в частности, для магниевых сплавов - повышения пластичности сплавов).These prototypes also have the disadvantage that they do not have (for the prototype of the proposed method) reserve for reducing the thermomechanical processing operations of light non-ferrous alloys, improving the technology of intensive plastic deformation of alloys (lowering the temperature of deformation with equal channel angular pressing) and (for the prototype for the claimed products) a reserve of optimization of the achieved combination of mechanical properties (in particular, for magnesium alloys, an increase in the ductility of alloys).

Технический результат заявляемой группы изобретений - повышение технологичности одновременного достижения повышенной прочности и пластичности алюминиевых и магниевых сплавов при изготовлении из них изделий с высокими механическими свойствами за счет улучшения технологических требований к режимным условиям интенсивного пластического деформирования сплавов (снижения температуры деформирования при равноканальном угловом прессовании) при обеспечении выигрышного сочетания механических свойств (в частности, значительного повышения пластичности при высокой прочности сплавов), а также создание нормированной технологической базы, унифицированной для различных групп алюминиевых и магниевых сплавов при производственной отработке оптимальных режимов предварительного равноканального углового прессования сплавов для достижения указанного выигрышного сочетания механических свойств и последующего деформационного формообразования высокопрочных изделий.The technical result of the claimed group of inventions is to increase the manufacturability of simultaneously achieving increased strength and ductility of aluminum and magnesium alloys in the manufacture of products with high mechanical properties from them by improving the technological requirements for the operating conditions of intensive plastic deformation of alloys (lowering the temperature of deformation with equal channel angular pressing) while ensuring a winning combination of mechanical properties (in particular, a significant increase ductility with high strength alloys), as well as the creation of a standardized technological base, unified for various groups of aluminum and magnesium alloys during production testing of optimal modes of preliminary equal-channel angular pressing of alloys to achieve the indicated winning combination of mechanical properties and subsequent deformation shaping of high-strength products.

Для достижения указанного технического результата в способе изготовления изделий из алюминиевых или магниевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой, включающем предварительное равноканальное угловое прессование сплавов и последующее деформационное формообразование из них изделий, равноканальное угловое прессование сплавов проводят со скоростью деформации

Figure 00000001
и температурой деформации TРКУП, выбираемой в интервале 150-275°C в зависимости от состава сплавов по следующему соотношению:To achieve the specified technical result in the method of manufacturing products from aluminum or magnesium alloys with nano- and submicrocrystalline structure, including preliminary equal-channel angular pressing of alloys and subsequent deformation shaping of products from them, equal-channel angular pressing of alloys is carried out with a strain rate
Figure 00000001
and deformation temperature T ECAP , selected in the range of 150-275 ° C depending on the composition of the alloys in the following ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Tm - абсолютная температура плавления сплавов (K);where T m is the absolute melting temperature of the alloys (K);

k - постоянная Больцмана (Дж/К);k is the Boltzmann constant (J / K);

Figure 00000003
- энергия активации диффузии по неравновесным границам зерен (величина выражена через kTm);
Figure 00000003
- the activation energy of diffusion along nonequilibrium grain boundaries (the value is expressed in terms of kT m );

Figure 00000004
- предэкспоненциальный множитель коэффициента диффузии по неравновесным границам зерен (м2/с);
Figure 00000004
- preexponential factor of the diffusion coefficient over nonequilibrium grain boundaries (m 2 / s);

Figure 00000005
- скорость внутризеренной деформации (c-1);
Figure 00000005
- the rate of intragranular deformation (c -1 );

Z1 и Z2 - расчетные модельные параметры неравновесного состояния структуры сплавов после равноканального углового прессования, зависящие от их химического и фазового состава, при этом для алюминиевых сплавов Z1=3,0·10-4 м3/7 и Z2=9,01 м1/5, а для магниевых сплавов Z1=4,24·10-4 м3/7 и Z2=9,18 м1/5;Z 1 and Z 2 are the calculated model parameters of the nonequilibrium state of the structure of the alloys after equal channel angular pressing, depending on their chemical and phase composition, while for aluminum alloys Z 1 = 3.0 · 10 -4 m 3/7 and Z 2 = 9 , 01 m 1/5 , and for magnesium alloys Z 1 = 4.24 · 10 -4 m 3/7 and Z 2 = 9.18 m 1/5 ;

а деформационное формообразование проводят штамповкой сплавов при комнатной температуре со скоростью деформации

Figure 00000006
, выбираемой в интервале 0,3·10-3-0,3 с-1 в зависимости от состава сплавов по следующему соотношению:and deformation shaping is carried out by stamping alloys at room temperature with a strain rate
Figure 00000006
, selected in the range of 0.3 · 10 -3 -0.3 s -1 depending on the composition of the alloys in the following ratio:

Figure 00000007
Figure 00000007

где - коэффициент диффузии по неравновесным границам зерен (м2/с);Where - diffusion coefficient along nonequilibrium grain boundaries (m 2 / s);

d - размер зерна сплавов после равноканального углового прессования (м);d is the grain size of the alloys after equal channel angular pressing (m);

Z3 - расчетный модельный параметр состояния нано- и субмикрокристаллической структуры сплавов после штамповки, зависящий от их химического и фазового состава, при этом для алюминиевых сплавов Z3=6,97·10-8 м3/2, а для магниевых сплавов Z3=8,19·10-8 м3/2.Z 3 is the calculated model state parameter of the nano- and submicrocrystalline structure of the alloys after stamping, depending on their chemical and phase composition, while for aluminum alloys Z 3 = 6.97 · 10 -8 m 3/2 , and for magnesium alloys Z 3 = 8.19 · 10 -8 m 3/2 .

При изготовлении изделий из сплава АМг6 системы Al-Mg-Mn равноканальное угловое прессование проводят при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации

Figure 00000009
при температуре деформации TРКУП=200°C, а штамповку - со скоростью деформации
Figure 00000010
при комнатной температуре.In the manufacture of products from the alloy AMg6 of the Al-Mg-Mn system, equal-channel angular pressing is carried out with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000009
at a temperature of deformation T ECAP = 200 ° C, and stamping with a strain rate
Figure 00000010
at room temperature.

При изготовлении изделий из сплава МА14 системы Mg-Al-Zn-Mn равноканальное угловое прессование проводят при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации

Figure 00000001
при температуре деформации TРКУП=275°C, а штамповку - со скоростью деформации
Figure 00000011
при комнатной температуре.In the manufacture of MA14 alloy products of the Mg-Al-Zn-Mn system, equal-channel angular pressing is carried out with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000001
at a strain temperature T ECAP = 275 ° C, and stamping with a strain rate
Figure 00000011
at room temperature.

Для обеспечения микроструктурных условий стабильного изготовления изделий с высокими механическими свойствами из алюминиевых и магниевых сплавов после равноканального углового прессования сплавы отжигают при температуре, выбираемой в интервале 100-300°C в зависимости от их марки.To ensure microstructural conditions for the stable manufacture of products with high mechanical properties from aluminum and magnesium alloys, after equal-channel angular pressing, the alloys are annealed at a temperature selected in the range of 100-300 ° C depending on their brand.

Изделие с высокими механическими свойствами (по первому варианту), изготовленное из алюминиевых или магниевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой заявляемым способом после равноканального углового прессования сплавов со скоростью деформации

Figure 00000001
и температурой деформации TРКУП, уточненной в интервале 150-275°C с помощью первой предложенной формулы, и штамповки сплавов при комнатной температуре со скоростью деформации
Figure 00000012
, выбранной в интервале 0,3·10-3-0,3 с-1 с помощью второй предложенной формулы, имеет сплав с микроструктурой со средним размером зерна 0,4-2,0 мкм, характеризующейся в зависимости от марки сплава пределом прочности 260-450 МПа и относительным удлинением 20-65%.The product with high mechanical properties (according to the first embodiment), made of aluminum or magnesium alloys with nano- and submicrocrystalline structure of the claimed method after equal-channel angular pressing of alloys with a strain rate
Figure 00000001
and deformation temperature T ECAP , specified in the range of 150-275 ° C using the first proposed formula, and stamping of alloys at room temperature with a strain rate
Figure 00000012
, selected in the range of 0.3 · 10 -3 -0.3 s -1 using the second proposed formula, has an alloy with a microstructure with an average grain size of 0.4-2.0 μm, characterized by a tensile strength of 260 depending on the grade of alloy -450 MPa and a relative elongation of 20-65%.

В частности, изделие, изготовленное из алюминиевого сплава АМг6, после равноканального углового прессования при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации

Figure 00000009
при температуре деформации TРКУП=200°C имеет сплав с микроструктурой со средним размером зерна 0,5 мкм, характеризующейся пределом прочности 440 МПа и относительным удлинением 28%.In particular, a product made of AMg6 aluminum alloy after equal-channel angular pressing with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000009
at strain temperature T, ECAP = 200 ° C has an alloy with a microstructure with an average grain size of 0.5 μm, characterized by a tensile strength of 440 MPa and an elongation of 28%.

Изделие, изготовленное из магниевого сплава МА14, после равноканального углового прессования при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации

Figure 00000009
при температуре деформации TРКУП=275°C имеет сплав с микроструктурой со средним размером зерна 2,0 мкм, характеризующейся пределом прочности 280 МПа и относительным удлинением 58%.A product made of MA14 magnesium alloy after equal-channel angular pressing with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000009
at strain temperature T, ECAP = 275 ° C has an alloy with a microstructure with an average grain size of 2.0 μm, characterized by a tensile strength of 280 MPa and an elongation of 58%.

А также изделие, изготовленное из магниевого сплава МА2-1, после равноканального углового прессования при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации

Figure 00000009
при температуре деформации TРКУП=250°C имеет сплав с микроструктурой со средним размером зерна 1,5 мкм, характеризующейся пределом прочности 325 МПа и относительным удлинением 65%.And also a product made of MA2-1 magnesium alloy, after equal channel angular pressing with a total number of pressing cycles of six, with a deformation rate
Figure 00000009
at strain temperature T, ECAP = 250 ° C has an alloy with a microstructure with an average grain size of 1.5 μm, characterized by a tensile strength of 325 MPa and an elongation of 65%.

Изделие с высокими механическими свойствами (по второму варианту), изготовленное из алюминиевого сплава АМг6 заявляемым способом после равноканального углового прессования при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации

Figure 00000009
при температуре деформации ТРКУП=200°C и отжига при температуре 300°C имеет сплав с микроструктурой со средним размером зерна 5,4 мкм, характеризующейся пределом прочности 350 МПа и относительным удлинением 58%.The product with high mechanical properties (in the second embodiment), made of aluminum alloy AMg6 of the claimed method after equal-channel angular pressing with a total number of pressing cycles equal to six, with a deformation rate
Figure 00000009
at a temperature of deformation T ECAP = 200 ° C and annealing at a temperature of 300 ° C, it has an alloy with a microstructure with an average grain size of 5.4 μm, characterized by a tensile strength of 350 MPa and a relative elongation of 58%.

На фиг.1 представлена микрокристаллическая структура образца сплава АМг6 заявляемого изделия (по первому варианту) после равноканального углового прессования при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации

Figure 00000009
при температуре деформации TРКУП=200°C (атомно-силовая микроскопия); на фиг.2 - микрокристаллическая структура образца сплава АМг6 заявляемого изделия (по второму варианту) после равноканального углового прессования этого сплава при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации
Figure 00000009
при температуре деформации TРКУП=200°C и последующего отжига при температуре 300°C (растровая электронная микроскопия).Figure 1 shows the microcrystalline structure of a sample of the alloy AMg6 of the claimed product (according to the first embodiment) after equal-channel angular pressing with a total number of pressing cycles equal to six with a strain rate
Figure 00000009
at a strain temperature T ECAP = 200 ° C (atomic force microscopy); figure 2 - microcrystalline structure of the sample alloy AMg6 of the inventive product (in the second embodiment) after equal-channel angular pressing of this alloy with a total number of pressing cycles equal to six, with a strain rate
Figure 00000009
at a temperature of deformation T ECAP = 200 ° C and subsequent annealing at a temperature of 300 ° C (scanning electron microscopy).

Предлагаемый способ изготовления изделий из алюминиевых или магниевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой осуществляют следующим образом.The proposed method of manufacturing products from aluminum or magnesium alloys with nano- and submicrocrystalline structure is as follows.

Исходные крупнокристаллические слитки (с исходным размером зерна 20-100 мкм) размером 22×22×165 мм, например из алюминиевого сплава АМг6, подвергают шести циклам прессования в инструменте с углом пересечения рабочего и выходного каналов 90° на установке для равноканального углового прессования по маршруту BC (заготовку перед каждым повторным циклом поворачивают на угол 90° вокруг своей продольной оси) со скоростью деформации

Figure 00000009
при температуре деформации TРКУП=200°C и затем производят штамповку со скоростью деформации
Figure 00000010
при комнатной температуре с указанными TРКУП и
Figure 00000006
, уточненными с помощью соотношений (1) и (2) на основе величин модельных параметров для алюминиевых сплавов Z1=3,0·10-4 м3/7, Z2=9,01 м1/5 и Z3=6,97·10-8 м3/2.The initial coarse-grained ingots (with an initial grain size of 20-100 microns) 22 × 22 × 165 mm in size, for example, from an aluminum alloy AMg6, are subjected to six pressing cycles in a tool with an angle of intersection of the working and output channels of 90 ° in an installation for equal-channel angular pressing along the route B C (the workpiece is rotated 90 ° around its longitudinal axis before each repeated cycle) with a strain rate
Figure 00000009
at a strain temperature T ECAP = 200 ° C and then stamping with a strain rate
Figure 00000010
at room temperature with the indicated T ECAP and
Figure 00000006
refined using relations (1) and (2) based on the values of model parameters for aluminum alloys Z 1 = 3.0 · 10 -4 m 3/7 , Z 2 = 9.01 m 1/5 and Z 3 = 6 97 · 10 -8 m 3/2 .

Приведенный в качестве примера алюминиевый сплав после указанного равноканального углового прессования имеет перед штамповкой субмикрокристаллическую структуру, характеризующуюся средним размером зерна 0,5 мкм (см. фиг.1) при относительном удлинении 28% и пределе прочности 440 МПа (результат механических испытаний при комнатной температуре и скорости деформации 10-2 с-1).The aluminum alloy cited as an example after the indicated equal-channel angular pressing has a submicrocrystalline structure before stamping, characterized by an average grain size of 0.5 μm (see Fig. 1) with a relative elongation of 28% and a tensile strength of 440 MPa (the result of mechanical tests at room temperature and strain rate 10 -2 s -1 ).

Такой же сплав после указанного равноканального углового прессования и отжига при температуре 300°C имеет перед штамповкой микрокристаллическую структуру, характеризующуюся средним размером зерна 5,4 мкм (см. фиг.2) при относительном удлинении 58% и пределе прочности 350 МПа (результат механических испытаний при комнатной температуре и скорости деформации 10-2 с-1).After the indicated equal-channel angular pressing and annealing at a temperature of 300 ° C, the same alloy has a microcrystalline structure before stamping, characterized by an average grain size of 5.4 μm (see Fig. 2) with a relative elongation of 58% and a tensile strength of 350 MPa (the result of mechanical tests at room temperature and strain rate 10 -2 s -1 ).

Данные о параметрах структуры получены с использованием методов атомно-силовой и растровой электронной микроскопии (универсальный атомно-силовой микроскоп «Ассurех ТМХ-2100» и растровый электронный микроскоп Jeol JSM-6490 с рентгеновским микроанализатором INCA 350). А данные о механических свойствах изделий получены с использованием стандартных методов механических испытаний с использованием универсальной разрывной машины «Tinus Olsen H25K-S».Data on the structure parameters were obtained using atomic force and scanning electron microscopy (Assurex TMX-2100 universal atomic force microscope and Jeol JSM-6490 scanning electron microscope with INCA 350 X-ray microanalyzer). And the data on the mechanical properties of the products were obtained using standard mechanical testing methods using the Tinus Olsen H25K-S universal tensile testing machine.

Для подтверждения режимного обеспечения одновременного повышения прочности и пластичности в соответствии с предлагаемым способом такой же образец алюминиевого сплава подвергали изложенной обработке со скоростью деформации

Figure 00000001
(базовой с точки зрения технических возможностей применяемой установки для равноканального углового прессования) при температуре деформации TРКУП=200°C с ее изменением в сторону уменьшения и увеличения от уточненной величины на 25% (в результате микрокристаллическая структура образца изменяла средний размер зерна на величину, составляющую от 20 до 100% от полученного, и характеризовалась уменьшением относительного удлинения в среднем на 15-20% от своего максимального значения).In order to confirm the regimen providing a simultaneous increase in strength and ductility in accordance with the proposed method, the same aluminum alloy sample was subjected to the above treatment with a strain rate
Figure 00000001
(basic from the point of view of technical capabilities of the apparatus used for equal-channel angular pressing) at a temperature of deformation T ECAP = 200 ° C with its change in the direction of decrease and increase from the specified value by 25% (as a result, the microcrystalline structure of the sample changed the average grain size by component from 20 to 100% of the obtained, and was characterized by a decrease in elongation by an average of 15-20% of its maximum value).

Уточняемые скорости деформации

Figure 00000006
последующей штамповки в соответствии с заявляемым способом составили для алюминиевых и магниевых сплавов интервал величин: 0,3·10-3-0,3 с-1 (в частности, для сплава АМг6 - 10-2 с-1, а для сплава МА14 - 3·10-3 с-1), экспериментально подтвержденных в скоростном режиме испытаний образцов широкой группы алюминиевых и магниевых сплавов на механические свойства, соответствующем оптимальным скоростям штамповки, характеризующимся незначительным снижением пластичности получаемых изделий (в пределах ~10-15%).Refined strain rates
Figure 00000006
subsequent stamping in accordance with the claimed method amounted to the range of values for aluminum and magnesium alloys: 0.3 · 10 -3 -0.3 s -1 (in particular, for the alloy AMg6 - 10 -2 s -1 , and for the alloy MA14 - 3 · 10 -3 s -1 ), experimentally confirmed in the high-speed mode of testing the samples of a wide group of aluminum and magnesium alloys for mechanical properties, corresponding to optimal stamping speeds, characterized by a slight decrease in the ductility of the obtained products (within ~ 10-15%).

Изделия, изготовленные из алюминиевых или магниевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой заявляемым способом, приобретали после штамповки микроструктуру сплава со средним размером зерна 0,4-2,0 мкм, характеризующуюся в зависимости от марки сплава пределом прочности 260-450 МПа и относительным удлинением 20-65%.Products made from aluminum or magnesium alloys with nano- and submicrocrystalline structure of the claimed method, after stamping, acquired the microstructure of the alloy with an average grain size of 0.4-2.0 microns, characterized by tensile strength depending on the grade of alloy 260-450 MPa and elongation 20-65%.

Предлагаемый интервал температур отжига сплава изделий 100-300°C перед штамповкой определился условиями стабилизации механических свойств цветных (алюминиевых и магниевых) сплавов в результате протекания диффузионно-контролируемых процессов возврата и рекристаллизации с сохранением мелкозернистости структуры сплава (см., например, статью Чувильдеева В.Н. и др. Механические свойства микрокристаллического алюминиевого сплава АМг6. - Физика твердого тела. Вестник Нижегородского университета им. Н.И.Лобачевского. 2008, №4, с.35-42).The proposed temperature range for annealing the alloy of products 100-300 ° C before stamping was determined by the conditions for stabilizing the mechanical properties of non-ferrous (aluminum and magnesium) alloys as a result of diffusion-controlled processes of return and recrystallization while maintaining the fine grain structure of the alloy (see, for example, the article by V. Chuvildeev. N. et al. Mechanical properties of AMg6 microcrystalline aluminum alloy. - Solid State Physics. Bulletin of the Nizhny Novgorod University named after N. I. Lobachevsky. 2008, No. 4, pp. 35-42).

Примеры уточнения температуры деформации TРКУП по заявляемому способу для основных групп цветных сплавов изделий по первому варианту (без отжига):Examples of refining the deformation temperature T ECAP according to the claimed method for the main groups of non-ferrous alloys of products according to the first embodiment (without annealing):

Алюминиевые сплавы -Aluminum alloys -

характеристики сплава АМг6 перед штамповкой при и TРКУП=200°C - средний размер зерна 0,4-0,5 мкм, относительное удлинение 20-28% и предел прочности 430-450 МПа (результат механических испытаний на разрыв указанного сплава при комнатной температуре и скорости деформации 10-2 с-1).characteristics of the AMg6 alloy before stamping at and T ECAP = 200 ° C - average grain size of 0.4-0.5 μm, elongation of 20-28% and tensile strength of 430-450 MPa (the result of mechanical tensile testing of the specified alloy at room temperature and strain rates of 10 -2 s -1 ).

Магниевые сплавы -Magnesium alloys -

характеристики сплава МА14 перед штамповкой при

Figure 00000001
и TРКУП=275°C - средний размер зерна 2,0 мкм, относительное удлинение 58% и предел прочности 280 МПа (результат испытания на разрыв указанного сплава при комнатной температуре и скорости деформации 3-10-3 с-1);MA14 alloy characteristics before stamping at
Figure 00000001
and T ECAP = 275 ° C — average grain size of 2.0 μm, elongation of 58% and tensile strength of 280 MPa (tensile test of the specified alloy at room temperature and strain rate of 3-10 -3 s -1 );

характеристики сплава МА2-1 перед штамповкой при

Figure 00000001
и TРКУП=250°C - средний размер зерна 1,5 мкм, относительное удлинение 65% и предел прочности 325 МПа (результат испытания на разрыв указанного сплава при комнатной температуре и скорости деформации 3·10-3 с-1).characteristics of MA2-1 alloy before stamping at
Figure 00000001
and T ECAP = 250 ° C — average grain size of 1.5 μm, elongation of 65% and tensile strength of 325 MPa (tensile test of said alloy at room temperature and strain rate of 3 · 10 -3 s -1 ).

Основой для выведения предлагаемых соотношений (1) и (2) послужили модельные дисперсионные и диффузионно-энергетические условия состояния границ зерен при интенсивной пластической деформации, определяемые следующими условиями теории неравновесных границ зерен (см. статью Чувильдеева В.Н. и Копылова В.И. Предел измельчения зерен при РКУ-деформации. - Известия РАН. Металлы, 2004, №1, с.22-35):The basis for deriving the proposed relations (1) and (2) was the model dispersion and diffusion-energy conditions for the state of grain boundaries under intense plastic deformation, determined by the following conditions of the theory of nonequilibrium grain boundaries (see the article by V. N. Chuvildeev and V. I. Kopylov The limit of grain grinding during ECG-strain. - Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Metals, 2004, No. 1, p.22-35):

условие на минимальный размер фрагмента d* - предел диспергирования -condition for the minimum fragment size d * - dispersion limit -

Figure 00000013
Figure 00000013

где χ - геометрический коэффициент (безразмерная величина);where χ is the geometric coefficient (dimensionless quantity);

K - коэффициент Холла-Петча (МПа·м1/2);K is the Hall-Petch coefficient (MPa · m 1/2 );

G - модуль сдвига (МПа);G is the shear modulus (MPa);

δb - ширина границы (δb=2b);δ b is the width of the border (δ b = 2b);

b - вектор Бюргерса (м);b is the Burgers vector (m);

- коэффициент диффузии по неравновесным границам зерен (м2/с); - diffusion coefficient along nonequilibrium grain boundaries (m 2 / s);

A1 - численный параметр (безразмерная величина);A 1 is a numerical parameter (dimensionless quantity);

ξ1 - коэффициент однородности пластической деформации (безразмерная величина);ξ 1 is the uniformity coefficient of plastic deformation (dimensionless quantity);

Figure 00000014
- скорость внутризеренной деформации (c-1);
Figure 00000014
- the rate of intragranular deformation (c -1 );

Ω - атомный объем (величина выражена через 10-28 м3);Ω is the atomic volume (the value is expressed in 10 -28 m 3 );

k - постоянная Больцмана (Дж/К);k is the Boltzmann constant (J / K);

T - температура интенсивной пластической деформации (K); T is the temperature of intense plastic deformation (K);

условие на оптимальный размер зерна dm:condition for optimal grain size d m :

Figure 00000015
Figure 00000015

где C1 и ξ2 - численные безразмерные коэффициенты в выражении для времени диффузионного ухода скользящих компонент делокализованных дислокаций;where C 1 and ξ 2 are the numerical dimensionless coefficients in the expression for the time of diffusion drift of the moving components of delocalized dislocations;

ξ3 - численный безразмерный коэффициент, зависящий от геометрических параметров границ и стыков зерен, а также от геометрии потоков дислокаций в соседних зернах;ξ 3 is a numerical dimensionless coefficient depending on the geometric parameters of grain boundaries and junctions, as well as on the geometry of dislocation flows in neighboring grains;

и условие на оптимальную скорость деформации, при которой реализуется эффект одновременного повышения прочности и пластичности заготовок из цветных сплавов при комнатной температуре:and the condition for the optimal strain rate at which the effect of simultaneously increasing the strength and ductility of non-ferrous alloy workpieces at room temperature is realized:

Figure 00000016
Figure 00000016

Выражение (1) выводится путем приравнивания выражений (3) и (4) при:Expression (1) is derived by equating expressions (3) and (4) with:

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Выражение (2) получается из выражения (5) при:Expression (2) is obtained from expression (5) with:

Figure 00000019
Figure 00000019

При расчете с помощью выражений (6), (7) и (8) получены величины вышеуказанных Z1, Z2 и Z3, и при расчете с помощью выражений (1) и (2) получены соответственно температура деформации для алюминиевого сплава АМг6 TРКУП=200°C и для магниевого сплава МА14 TРКУП=275°C и скорость деформации для алюминиевого сплава АМг6

Figure 00000010
и для магниевого сплава МА14
Figure 00000011
при исходных параметрах указанных сплавов, приведенных в следующей таблице.When calculating using expressions (6), (7) and (8), the values of the above Z 1 , Z 2 and Z 3 are obtained, and when calculating using expressions (1) and (2), the deformation temperature for the aluminum alloy AMg6 T, respectively, is obtained ECAP = 200 ° C and for MA14 magnesium alloy; ECAP = 275 ° C and deformation rate for AMg6 aluminum alloy
Figure 00000010
and for magnesium alloy MA14
Figure 00000011
with the initial parameters of the indicated alloys given in the following table.

НаименованиеName ОбозначениеDesignation ВеличинаValue Алюминиевый сплав АМг6Aluminum alloy AMg6 Магниевый сплав МА14Magnesium alloy MA14 Кристаллогеометрические параметрыCrystal Geometric Parameters Вектор БюргерсаBurgers Vector bb 2.86·10-10 м2.86 · 10 -10 m 3.21·10-10 м3.21 · 10 -10 m Ширина границы зернаGrain border width δb δ b 5.72·10-10 м5.72 · 10 -10 m 6.42·10-10 м6.42 · 10 -10 m Размер зернаGrain size dd 1·106 м1 · 10 6 m 2·10-6 м2 · 10 -6 m Атомный объемAtomic volume ΩΩ 1.66·10-29 м3 1.66 · 10 -29 m 3 2.33·10-28 м3 2.33 · 10 -28 m 3 Диффузионные параметрыDiffusion parameters Предэкспоненциальный множитель коэффициента диффузии в равновесной границе зернаPreexponential factor of diffusion coefficient in the equilibrium grain boundary δbDb0 δ b D b0 5.0·10-14 м2/с5.0 · 10 -14 m 2 / s 5.0·10-12 м2/с5.0 · 10 -12 m 2 / s Энергия активации диффузии в равновесной границе зернаThe activation energy of diffusion at the equilibrium grain boundary Qb Q b 10.8 kTm 10.8 kT m 12.0 kTm 12.0 kT m Предэкспоненциальный множитель коэффициента диффузии в неравновесной границе зернаPreexponential factor of diffusion coefficient in the nonequilibrium grain boundary

Figure 00000004
Figure 00000004
7.97·10-7 м2/с7.97 · 10 -7 m 2 / s 1.33·10-6 м2/с1.33 · 10 -6 m 2 / s Энергия активации диффузии в неравновесной границе зернаThe activation energy of diffusion in the nonequilibrium grain boundary
Figure 00000003
Figure 00000003
 8.4 kTm 8.4 kT m 8.0 kTm 8.0 kT m Термодинамические и упругие константыThermodynamic and elastic constants Удельная теплота плавленияSpecific heat of fusion λλ
Figure 00000020
Figure 00000020
 ПлотностьDensity ρρ Модуль сдвигаShear modulus GG 25 400 МПа25,400 MPa 16 600 МПа16 600 MPa Температура плавленияMelting temperature Tm T m 933 K933 K 924 K924 K Константа материалаMaterial constant Z1 Z 1 3.0·10-4 м3/7 3.0 · 10 -4 m 3/7 4.24·10-4 м3/7 4.24 · 10 -4 m 3/7 Z2 Z 2 9.01 м1/5 9.01 m 1/5 9.18 м1/5 9.18 m 1/5 Z3 Z 3 6.97·10-8 м3/2 6.97 · 10 -8 m 3/2 8.19·10-8 м3/2 8.19 · 10 -8 m 3/2 Коэффициент Холла-ПетчаHall-Petch coefficient KK 0.1 МПа·м1/2 0.1 MPa m 1/2 0.3 МПа·м1/2 0.3 MPa · m 1/2 Безразмерный геометрический коэффициентDimensionless geometric coefficient χχ 1one Коэффициенты однородности пластической деформацииCoefficients of homogeneity of plastic deformation ξ1, 2 ξ 1, 2 0,010.01 Численный коэффициентNumerical coefficient ξ3 ξ 3 0,050.05 Численный коэффициентNumerical coefficient A1 A 1 1010 Численный коэффициентNumerical coefficient C1 C 1 50fifty

При проведении указанных расчетов использовались соотношения теории неравновесных границ зерен (см. указанную выше статью Чувильдеева В.Н. и др.):When carrying out these calculations, we used the relations of the theory of nonequilibrium grain boundaries (see the above article by V.N. Chuvildeev and others):

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Промышленным значением заявляемого способа является предлагаемая обработка цветных сплавов с режимом ее проведения, оптимизированным с помощью модельных представлений о механизмах прочности и пластичности на микроструктурном уровне, позволяющих с помощью соотношений (1) и (2) уточнить температурно-скоростные условия для технологического обеспечения одновременного повышения прочности и пластичности легких цветных сплавов при деформационном измельчении их зерен методом интенсивного пластического деформирования сплавов по технологии равноканального углового прессования и предложить нанотехнологическое решение оптимального формирования структуры цветных сплавов с улучшенными механическими свойствами.The industrial value of the proposed method is the proposed processing of non-ferrous alloys with a mode of its implementation, optimized using model concepts of the mechanisms of strength and ductility at the microstructural level, allowing using ratios (1) and (2) to clarify the temperature and speed conditions for technological support for a simultaneous increase in strength and plasticity of light non-ferrous alloys during deformation grinding of their grains by the method of intensive plastic deformation of alloys according to the technology and equal channel angular extrusion and nanotechnology offer an optimal solution forming structure nonferrous alloys with improved mechanical properties.

В результате создана возможность обеспечения одновременного повышения прочности и пластичности широкой группы цветных сплавов на уровне высоких величин предела прочности и относительного удлинения в процессе штамповки при комнатной температуре высокопрочных и высокопластичных изделий, характеризующаяся минимизацией производственно-исследовательских затрат на подбор температурно-скоростных режимов деформирования.As a result, it was possible to simultaneously increase the strength and ductility of a wide group of non-ferrous alloys at the level of high tensile strength and elongation during stamping at room temperature of high-strength and high-plastic products, characterized by minimizing production and research costs for selecting temperature-speed deformation modes.

Claims (9)

1. Способ изготовления изделий из алюминиевых или магниевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой, включающий предварительное равноканальное угловое прессование сплавов и последующее деформационное формообразование из них изделий, отличающийся тем, что равноканальное угловое прессование сплавов проводят со скоростью деформации
Figure 00000023
и температурой деформации TРКУП, выбираемой в интервале 150-275°C в зависимости от состава сплавов по следующему соотношению:
Figure 00000024

где Tm - абсолютная температура плавления сплавов;
k - постоянная Больцмана;
Figure 00000003
- энергия активации диффузии по неравновесным границам зерен;
Figure 00000025
- предэкспоненциальный множитель коэффициента диффузии по неравновесным границам зерен;
Figure 00000005
- скорость внутризеренной деформации;
Z1 и Z2 - расчетные модельные параметры неравновесного состояния структуры сплавов после равноканального углового прессования, зависящие от их химического и фазового состава, при этом для алюминиевых сплавов Z1=3,0·10-4 м3/7 и Z2=9,01 м1/5, а для магниевых сплавов Z1=4,24·10-4 м3/7 и Z2=9,18 м1/5;
а деформационное формообразование проводят штамповкой сплавов при комнатной температуре со скоростью деформации
Figure 00000026
выбираемой в интервале 0,3·10-3-0,3 c-1 в зависимости от состава сплавов по следующему соотношению:
Figure 00000027

где - коэффициент диффузии по неравновесным границам зерен;
d - размер зерна сплавов после равноканального углового прессования;
Z3 - расчетный модельный параметр состояния нано- и субмикрокристаллической структуры сплавов после штамповки, зависящий от их химического и фазового состава, при этом для алюминиевых сплавов Z3=6,97·10-8 м3/2, а для магниевых сплавов Z3=8,19·10-8 м3/2.1. A method of manufacturing products from aluminum or magnesium alloys with nano- and submicrocrystalline structure, including preliminary equal-channel angular pressing of alloys and subsequent deformation shaping of products from them, characterized in that equal-channel angular pressing of alloys is carried out with a strain rate
Figure 00000023
and deformation temperature T ECAP , selected in the range of 150-275 ° C depending on the composition of the alloys in the following ratio:
Figure 00000024

where T m is the absolute melting temperature of the alloys;
k is the Boltzmann constant;
Figure 00000003
- the activation energy of diffusion along nonequilibrium grain boundaries;
Figure 00000025
- preexponential factor of the diffusion coefficient over nonequilibrium grain boundaries;
Figure 00000005
- the rate of intragranular deformation;
Z 1 and Z 2 are the calculated model parameters of the nonequilibrium state of the structure of the alloys after equal channel angular pressing, depending on their chemical and phase composition, while for aluminum alloys Z 1 = 3.0 · 10 -4 m 3/7 and Z 2 = 9 , 01 m 1/5 , and for magnesium alloys Z 1 = 4.24 · 10 -4 m 3/7 and Z 2 = 9.18 m 1/5 ;
and deformation shaping is carried out by stamping alloys at room temperature with a strain rate
Figure 00000026
selected in the range of 0.3 · 10 -3 -0.3 s -1 depending on the composition of the alloys in the following ratio:
Figure 00000027

Where - diffusion coefficient at nonequilibrium grain boundaries;
d is the grain size of the alloys after equal channel angular pressing;
Z 3 is the calculated model state parameter of the nano- and submicrocrystalline structure of the alloys after stamping, depending on their chemical and phase composition, while for aluminum alloys Z 3 = 6.97 · 10 -8 m 3/2 , and for magnesium alloys Z 3 = 8.19 · 10 -8 m 3/2 . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для сплава АМг6 системы Al-Mg-Mn равноканальное угловое прессование проводят при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации
Figure 00000028
при температуре деформации TРКУП=200°C, а штамповку - со скоростью деформации
Figure 00000029
при комнатной температуре.2. The method according to claim 1, characterized in that for the AMg6 alloy of the Al-Mg-Mn system, equal-channel angular pressing is carried out with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000028
at a temperature of deformation T ECAP = 200 ° C, and stamping with a strain rate
Figure 00000029
at room temperature. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для сплава МА14 системы Mg-AI-Zn-Mn равноканальное угловое прессование проводят при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации
Figure 00000030
при температуре деформации TРКУП=275°C, а штамповку - со скоростью деформации
Figure 00000031
при комнатной температуре.3. The method according to claim 1, characterized in that for the MA14 alloy of the Mg-AI-Zn-Mn system, equal-channel angular pressing is carried out with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000030
at a strain temperature T ECAP = 275 ° C, and stamping with a strain rate
Figure 00000031
at room temperature. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что после равноканального углового прессования сплавы отжигают при температуре, выбираемой в интервале 100-300°С в зависимости от их марки.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that after equal channel angular pressing, the alloys are annealed at a temperature selected in the range of 100-300 ° C, depending on their brand. 5. Изделие, изготовленное из алюминиевых или магниевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по любому из пп.1-3, при этом сплав имеет микроструктуру со средним размером зерна 0,4-2,0 мкм и характеризуется в зависимости от марки сплава пределом прочности 260-450 МПа и относительным удлинением 20-65%.5. The product is made of aluminum or magnesium alloys with nano- and submicrocrystalline structure, characterized in that it is made by the method according to any one of claims 1 to 3, while the alloy has a microstructure with an average grain size of 0.4-2.0 microns and is characterized by a tensile strength of 260-450 MPa and a relative elongation of 20-65% depending on the alloy grade. 6. Изделие по п.5, отличающееся тем, что оно изготовлено из алюминиевого сплава АМг6, при этом сплав после равноканального углового прессования имеет микроструктуру со средним размером зерна 0,5 мкм и характеризуется пределом прочности 440 МПа и относительным удлинением 28%.6. The product according to claim 5, characterized in that it is made of aluminum alloy AMg6, while the alloy after equal channel angular pressing has a microstructure with an average grain size of 0.5 μm and is characterized by a tensile strength of 440 MPa and an elongation of 28%. 7. Изделие по п.5, отличающееся тем, что оно изготовлено из магниевого сплава МА14, при этом сплав после равноканального углового прессования имеет микроструктуру со средним размером зерна 2,0 мкм и характеризуется пределом прочности 280 МПа и относительным удлинением 58%.7. The product according to claim 5, characterized in that it is made of magnesium alloy MA14, while the alloy after equal channel angular pressing has a microstructure with an average grain size of 2.0 μm and is characterized by a tensile strength of 280 MPa and an elongation of 58%. 8. Изделие по п.5, отличающееся тем, что оно изготовлено из магниевого сплава МА2-1, при этом сплав после равноканального углового прессования при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации
Figure 00000032
при температуре деформации TРКУП=250°C имеет микроструктуру со средним размером зерна 1,5 мкм и характеризуется пределом прочности 325 МПа и относительным удлинением 65%.8. The product according to claim 5, characterized in that it is made of magnesium alloy MA2-1, the alloy after equal channel angular pressing with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000032
at strain temperature T, ECAP = 250 ° C has a microstructure with an average grain size of 1.5 μm and is characterized by a tensile strength of 325 MPa and a relative elongation of 65%. 9. Изделие, изготовленное из алюминиевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по п.2 из сплава АМг6, при этом сплав после равноканального углового прессования при общем числе циклов прессования, равном шести, со скоростью деформации
Figure 00000033
при температуре деформации TРКУП=200°C и отжига при температуре 300°C имеет микроструктуру со средним размером зерна 5,4 мкм и характеризуется пределом прочности 350 МПа и относительным удлинением 58%. 9. The product is made of aluminum alloys with nano- and submicrocrystalline structure, characterized in that it is made by the method according to claim 2 from AMg6 alloy, the alloy after equal channel angular pressing with a total number of pressing cycles of six with a strain rate
Figure 00000033
at a deformation temperature T ECAP = 200 ° C and annealing at a temperature of 300 ° C, it has a microstructure with an average grain size of 5.4 μm and is characterized by a tensile strength of 350 MPa and an elongation of 58%.
RU2011138667/02A 2011-09-20 2011-09-20 Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions) RU2467090C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138667/02A RU2467090C1 (en) 2011-09-20 2011-09-20 Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138667/02A RU2467090C1 (en) 2011-09-20 2011-09-20 Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions)

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009147854/02A Previously-Filed-Application RU2009147854A (en) 2009-12-22 2009-12-22 METHOD FOR SIMULTANEOUS IMPROVEMENT OF STRENGTH AND PLASTICITY OF COLOR ALLOYS WITH NANO- AND SUBMICROCRYSTAL STRUCTURE WHEN PRODUCING FROM THESE ITEMS WITH IMPROVED MECHANICAL AND FINISHED PRODUCTS (CASE)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2467090C1 true RU2467090C1 (en) 2012-11-20

Family

ID=47323240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011138667/02A RU2467090C1 (en) 2011-09-20 2011-09-20 Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467090C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537675C2 (en) * 2013-04-25 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Processing of long aluminium articles
RU2551041C2 (en) * 2013-08-30 2015-05-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" Method of forming of ultrafine structure in non-ferrous alloys based on copper and aluminium (versions)
RU2566107C1 (en) * 2014-09-04 2015-10-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Deformation-thermal processing of aluminium-magnesium alloys
RU2641211C1 (en) * 2016-12-22 2018-01-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy
RU2641212C1 (en) * 2016-12-22 2018-01-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method for forming fine-grained high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium alloy
RU2677196C1 (en) * 2018-03-16 2019-01-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" Method of obtaining sheet from aluminum-magnetic alloys
RU2728057C1 (en) * 2020-01-28 2020-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "Гарант-Магнитогорск" Sheet processing method
CN112214879A (en) * 2020-09-16 2021-01-12 宁波锦越新材料有限公司 Method for constructing aluminum alloy extrusion limit diagram
CN113005317A (en) * 2021-02-24 2021-06-22 山东省科学院新材料研究所 High-thermal-stability magnesium alloy with mixed crystal structure and controllable preparation method and application

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100768568B1 (en) * 2006-06-05 2007-10-19 인하대학교 산학협력단 Method of carrying out ecap at room temperature for magnesium materials
RU2334582C2 (en) * 2006-07-13 2008-09-27 Институт физики прочности и материаловедения Сибирское отделение Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Method of obtaining material with ultra fine-grained or submicrocrystallic structure by deformation with maintaining of intense plastic deformation (versions)
RU2351686C1 (en) * 2007-10-24 2009-04-10 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (РАН) (Государственное учреждение) Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100768568B1 (en) * 2006-06-05 2007-10-19 인하대학교 산학협력단 Method of carrying out ecap at room temperature for magnesium materials
RU2334582C2 (en) * 2006-07-13 2008-09-27 Институт физики прочности и материаловедения Сибирское отделение Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Method of obtaining material with ultra fine-grained or submicrocrystallic structure by deformation with maintaining of intense plastic deformation (versions)
RU2351686C1 (en) * 2007-10-24 2009-04-10 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (РАН) (Государственное учреждение) Meathod of alloys thermomechanical treatment on basis of magnesium

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537675C2 (en) * 2013-04-25 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Processing of long aluminium articles
RU2551041C2 (en) * 2013-08-30 2015-05-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" Method of forming of ultrafine structure in non-ferrous alloys based on copper and aluminium (versions)
RU2566107C1 (en) * 2014-09-04 2015-10-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Deformation-thermal processing of aluminium-magnesium alloys
RU2641211C1 (en) * 2016-12-22 2018-01-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy
RU2641212C1 (en) * 2016-12-22 2018-01-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method for forming fine-grained high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium alloy
RU2677196C1 (en) * 2018-03-16 2019-01-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" Method of obtaining sheet from aluminum-magnetic alloys
RU2728057C1 (en) * 2020-01-28 2020-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "Гарант-Магнитогорск" Sheet processing method
CN112214879A (en) * 2020-09-16 2021-01-12 宁波锦越新材料有限公司 Method for constructing aluminum alloy extrusion limit diagram
CN112214879B (en) * 2020-09-16 2024-06-04 宁波锦越新材料有限公司 Construction method of aluminum alloy extrusion limit diagram
CN113005317A (en) * 2021-02-24 2021-06-22 山东省科学院新材料研究所 High-thermal-stability magnesium alloy with mixed crystal structure and controllable preparation method and application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2467090C1 (en) Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions)
Zherebtsov et al. Production of submicrocrystalline structure in large-scale Ti–6Al–4V billet by warm severe deformation processing
He et al. An improved process for grain refinement of large 2219 Al alloy rings and its influence on mechanical properties
KR102344014B1 (en) Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys
Brandl et al. Mechanical properties of additive manufactured titanium (Ti–6Al–4V) blocks deposited by a solid-state laser and wire
Guo et al. Microstructure control techniques in primary hot working of titanium alloy bars: A review
US11149335B2 (en) Method for designing multi-component high-strength titanium alloy
Huang et al. Microstructure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy processed by multi-directional forging at different temperatures
JP6366601B2 (en) Method for treating titanium alloys
RU2013116806A (en) TECHNOLOGICAL ROUTES FOR TITANIUM AND TITANIUM ALLOYS
KR20150130961A (en) Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys
CN110373620B (en) Method for improving hot working performance of high gamma' phase volume fraction nickel-based precipitation strengthening type superalloy
CN102888531B (en) Quick-forming component alpha and beta type titan alloy silk material piled up by a kind of 960MPa intensity level electron beam fuse
Yu et al. Die angle dependency of microstructural inhomogeneity in an indirect-extruded AZ31 magnesium alloy
RU2536614C2 (en) Production of bars and thin wires from titanium-nickel system alloy with shape memory effect
Hao et al. Research on the microstructure and mechanical properties of doubled annealed laser melting deposition TC11 titanium alloy
RU2644714C2 (en) Method for manufacturing rods of titanium based alloys
Semiatin et al. Plastic flow and microstructure evolution during thermomechanical processing of laser-deposited Ti-6Al-4V preforms
Venkatesh et al. A superplastic micro-extrusion technology to develop engineered magnesium micro-components
RU2427664C2 (en) Procedure for formation of structure of light non-ferrous alloy with super-plastic properties
Gupta et al. Effect of variants of thermomechanical working and annealing treatment on titanium alloy Ti6Al4V closed die forgings
RU2345173C1 (en) Method of producing superductile plates from aluminium alloys of aluminium-magnesium-lithium system
RU2371512C1 (en) Method of product receiving from heatproof nickel alloy
He et al. Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of laser-deposited Ti65 near-alpha titanium alloy
JP5382518B2 (en) Titanium material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190921

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220203