RU2615958C1 - Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов - Google Patents
Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615958C1 RU2615958C1 RU2016103687A RU2016103687A RU2615958C1 RU 2615958 C1 RU2615958 C1 RU 2615958C1 RU 2016103687 A RU2016103687 A RU 2016103687A RU 2016103687 A RU2016103687 A RU 2016103687A RU 2615958 C1 RU2615958 C1 RU 2615958C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- deformation
- metal
- strip
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
- B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
- B21B1/28—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by cold-rolling, e.g. Steckel cold mill
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких полос и листов из алюминиевых сплавов. Способ включает прокатку тонкой полосы из алюминиевых сплавов в двух валках с рассогласованием их окружных скоростей по меньшей мере в два раза и с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%. Одновременное повышение прочностных и пластических свойств изделий в условиях интенсификации процесса фрагментирования зерен металла путем активизации процесса механического двойникования и повышения плотности дислокаций под действием больших сдвиговых деформаций, а также подавления процессов динамического возврата и рекристаллизации в условиях криогенных температур обеспечивается за счет того, что перед прокаткой тонкую полосу охлаждают до -153÷-196°С, а сразу после прокатки полосу нагревают до температуры 20-25°С со скоростью 100-400°С/с. 2 табл.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких полос и листов из алюминиевых сплавов.
Известен способ производства листов из алюминиевых сплавов, включающий продольную холодную прокатку листов в температурном интервале от -80 до -196°С с суммарным относительным обжатием 35-99% (см. патент РФ №2463116, В21В 3/00).
Недостаток известного способа заключается в том, что изготавливаемые листы из алюминиевого сплава, имея достаточно высокие прочностные свойства, обладают при этом низкими пластическими свойствами из-за незначительности вклада механического двойникования в процесс деформации, что снижает эффективность фрагментирования зерен металла.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ производства холоднокатаных полос и листов из различных металлов и сплавов, включающий холодную прокатку тонкой полосы до суммарной степени деформации 75-95% с единичной степенью деформации не менее 50% в валках с шероховатостью 6,0-12,0 мкм Ra и соотношением окружных скоростей V1≥2V2 (см. патент РФ №2542212, В21В 1/28).
Хотя указанный способ позволяет повысить прочностные свойства металла, однако его пластические свойства при этом остаются низкими. Это связано с тем, что при прокатке полосы или листа с вышеуказанными режимами фрагментирование структуры металла при деформации происходит преимущественно по механизму дислокационного скольжения, а это приводит к снижению пластических свойств металла.
Задача, решаемая изобретением, заключается в изготовлении тонких алюминиевых полос и листов, обладающих одновременно высокими прочностными и пластическими свойствами.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в интенсификации процесса фрагментирования зерен металла за счет активизации процесса механического двойникования и повышения плотности дислокаций под действием больших сдвиговых деформаций, а также подавления процессов динамического возврата и рекристаллизации металла в условиях криогенных температур.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов, включающем прокатку тонкой полосы в двух валках с рассогласованием их окружных скоростей, по меньшей мере, в два раза и с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%, согласно изобретению перед прокаткой тонкую полосу охлаждают до температуры -153÷-196°С, после чего ее нагревают до температуры 20-25°С со скоростью 100-400°С/с.
Известна прокатка листов из алюминиевого сплава при криогенной температуре, обеспечивающая повышение прочностных свойств металла за счет вытягивания и диспергирования зерен путем деформации по механизму дислокационного скольжения (см. патент РФ №2463116, В21В 3/00).
В заявляемом способе тонколистовая прокатка при температуре в диапазоне -153÷-196°С, также как и в известном способе, предназначена для увеличения плотности дислокаций и измельчения зеренной структуры алюминиевых сплавов.
Известно, что для предотвращения разупрочнения металла вследствие термически активационных процессов, например, возврата, после криогенной прокатки металл нагревают до комнатной температуры (см. Васильев М.А., Волошко С.М., Яценко Л.Ф. Микроструктура и механические свойства металлов и сплавов, деформированных в жидком азоте (обзор) // Успехи физики металлов. 2012. Т. 13. С. 303-343).
В заявляемом способе нагрев металла до температуры 20-25°С после криогенной прокатки также предназначен для предотвращения разупрочнения металла вследствие термически активационных процессов.
Однако наравне с вышеуказанными известными техническими свойствами, в заявляемом способе тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов совокупность отличительных признаков проявляет новый технический результат, заключающийся в интенсификации процесса фрагментирования зерен металла за счет активизации процесса механического двойникования и повышения плотности дислокаций под действием больших сдвиговых деформаций, а также подавления процессов динамического возврата и рекристаллизации в условиях криогенных температур. В результате этого достигается значительное повышение прочностных и пластических свойств изготавливаемых тонких алюминиевых полос и листов.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов не следует явным образом из известного уровня техники и, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов осуществляют следующим образом.
Предварительно тонкую полосу из алюминиевого сплава охлаждают в жидком азоте до температуры -153÷-196°С, после чего ее прокатывают в двух приводных валках с рассогласованием их окружных скоростей, по меньшей мере, в два раза. При этом прокатку осуществляют с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%. Это позволяет обеспечить при прокатке металла активизацию процесса механического двойникования за счет создания больших сдвиговых деформаций при криогенной температуре металла. В результате структура металла становится фрагментированной, а плотность дислокаций повышается по границам зерен. Одновременно с этим предотвращаются процессы динамического возврата и рекристаллизации металла. В совокупности это приводит к повышению прочностных и пластических свойств металла. Для стабилизации (фиксации) полученной структуры и свойств металла сразу после прокатки полосу нагревают до температуры 20-25°С со скоростью 100-400°С/с.
Осуществлять тонколистовую прокатку в приводных валках с рассогласованием их окружных скоростей менее чем в два раза, и с единичной степенью деформации менее 50% нецелесообразно, так как при этом уменьшается интенсивность сдвиговой деформации, а основным механизмом деформации является дислокационное скольжение. В результате значительно снижаются прочностные и пластические свойства алюминиевых сплавов.
Осуществлять прокатку алюминиевых сплавов при температуре выше -153°С и с суммарной степенью деформации меньше чем 75%, нецелесообразно, так как получаемый при этом размер фрагментов зерна и плотность дислокаций в металле будут недостаточными для получения высоких прочностных и пластических свойств металла.
Если температура прокатки алюминиевого сплава будет ниже чем -196°С, а суммарная степень деформации больше 95%, то вследствие снижения ресурса технологической пластичности металла произойдет охрупчивание и разрушение прокатываемого изделия.
Осуществлять нагрев полосы после прокатки со скоростью менее 100°С/с и до температуры ниже 20°С нецелесообразно, так как структура металла в этом случае становится термически нестабильной и разнозернистой, что значительно снижает прочностные и пластические свойства изделия.
Нагрев полосы после прокатки до температуры выше 25°С приводит к снижению прочностных свойств металла изделия из-за термически активационных процессов его разупрочнения, например, возврата или рекристаллизации.
Если нагрев полосы после прокатки осуществлять со скоростью, превышающей 400°С/с, то это приведет к значительному повышению термических напряжений в металле, и соответственно, к появлению в нем трещин и разрывов.
Таким образом, новая последовательность и режимы выполнения операций заявляемого способа позволяет получить фрагментированную структуру металла с высокой плотностью дислокаций по границам зерен за счет активизации процесса механического двойникования под действием больших сдвиговых деформаций, а также активного подавления процессов динамического возврата и рекристаллизации в условиях криогенных температур.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов были проведены 15 экспериментов. Исходную заготовку в виде полосы толщиной 4,0 мм из алюминиевого сплава марки АМг6 погружали в жидкий азот и охлаждали до температуры в диапазоне от -153 до -196°С, а затем прокатывали в двух приводных валках диаметром 400 мм, окружные скорости которых в каждом проходе отличались не менее чем в два раза. Прокатку проводили с единичной степенью деформации не менее 50% на сухих валках без использования технологической смазки.
Эксперименты №1-3 проводили в соответствии с заявляемыми режимами, указанными в формуле изобретения;
эксперименты №4-13 - с режимами, выходящими за заявляемые пределы;
эксперименты №14-15 - по прототипу.
Режимы прокатки приведены в таблице 1, а результаты испытаний - в таблице 2.
Результаты испытаний показали, что полоса из алюминиевого сплава, изготовленная по заявляемому способу (эксперименты №1-3), в сравнении с
прототипом (эксперименты №14-15), имеет высокие прочностные и пластические свойства, а именно:
- предел текучести металла повышается на 8-13%;
- временное сопротивление разрыву металла повышается на 10-16%;
- относительное удлинение возрастает в 1,5-2,0 раза.
Изготавливать алюминиевую полосу по режимам, выходящим за заявляемые пределы, нецелесообразно, так как при этом снижаются прочностные и пластические свойства металла (эксперименты №4-6, 8, 10-12) или образуются трещины и разрывы (эксперименты №7, 9, 13).
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что заявляемый способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов работоспособен, может найти широкое применение в области прокатки высокопрочных изделий и, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Claims (1)
- Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов, включающий прокатку тонкой полосы в двух валках с рассогласованием их окружных скоростей по меньшей мере в два раза и с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%, отличающийся тем, что перед прокаткой тонкую полосу охлаждают до температуры -153÷-196°C, а после прокатки ее нагревают до температуры 20-25°C со скоростью 100-400°C/с.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016103687A RU2615958C1 (ru) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016103687A RU2615958C1 (ru) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2615958C1 true RU2615958C1 (ru) | 2017-04-11 |
Family
ID=58642839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016103687A RU2615958C1 (ru) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615958C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108906889A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-30 | 中南大学 | 一种制备高性能CrCoNi中熵合金箔材的深冷异步轧制方法 |
RU2699432C1 (ru) * | 2019-01-15 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Способ асимметричной криогенной прокатки |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU901339A1 (ru) * | 1980-04-19 | 1982-01-30 | Предприятие П/Я Р-6209 | Способ обработки листовых материалов из сплавов на основе алюмини |
SU1548259A1 (ru) * | 1988-06-24 | 1990-03-07 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Способ получени полуфабрикатов из алюминиевых сплавов |
JP2000054093A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム箔の製造方法 |
RU2463116C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2012-10-10 | Александр Иванович Трайно | Способ производства листов из алюминиевых сплавов |
RU2542212C1 (ru) * | 2013-11-06 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") | Способ производства холоднокатаной полосы |
-
2016
- 2016-02-04 RU RU2016103687A patent/RU2615958C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU901339A1 (ru) * | 1980-04-19 | 1982-01-30 | Предприятие П/Я Р-6209 | Способ обработки листовых материалов из сплавов на основе алюмини |
SU1548259A1 (ru) * | 1988-06-24 | 1990-03-07 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Способ получени полуфабрикатов из алюминиевых сплавов |
JP2000054093A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム箔の製造方法 |
RU2463116C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2012-10-10 | Александр Иванович Трайно | Способ производства листов из алюминиевых сплавов |
RU2542212C1 (ru) * | 2013-11-06 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") | Способ производства холоднокатаной полосы |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108906889A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-30 | 中南大学 | 一种制备高性能CrCoNi中熵合金箔材的深冷异步轧制方法 |
RU2699432C1 (ru) * | 2019-01-15 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Способ асимметричной криогенной прокатки |
EA039054B1 (ru) * | 2019-01-15 | 2021-11-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Способ асимметричной криогенной прокатки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Maeno et al. | Hot stamping of high-strength aluminium alloy aircraft parts using quick heating | |
TWI325895B (en) | Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby | |
JP4846197B2 (ja) | 連続的に鋳造された金属スラブもしくはストリップの加工法、および本法で製造されたプレートもしくはストリップ | |
KR910009976B1 (ko) | 튜브의 제조방법 | |
CN101845607A (zh) | 镁合金强韧化变形加工方法 | |
JP2005500165A5 (ru) | ||
RU2709568C1 (ru) | Усовершенствованные способы чистовой обработки экструдированных титановых изделий | |
Mulyukov et al. | Current achievements on superplasticity and related phenomena at the Institute for Metals Superplasticity Problems | |
RU2615958C1 (ru) | Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов | |
Lee et al. | High strain-rate superplasticity of AZ91 alloy achieved by rapidly solidified flaky powder metallurgy | |
CN103447433A (zh) | 一种大尺寸镁合金锻饼的制备方法 | |
Niu et al. | Low temperature warm forming of magnesium ZEK 100 sheets for automotive applications | |
RU2468114C1 (ru) | Способ получения сверхпластичного листа из алюминиевого сплава системы алюминий-литий-магний | |
Valiakhmetov et al. | The use of nanostructured materials and nanotechnologies for the elaboration of hollow structures | |
Naizabekov et al. | The Role of Preliminary Heat Treatment in the Formation of Ultrafine-Grained Structure in the Implementation of the Combined Process" Rolling-Equal Channel Angular Pressing" | |
RU2345173C1 (ru) | Способ получения сверхпластичных листов из алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-литий | |
CN103866212B (zh) | 一种不连续增强铝基复合材料薄壁管材的制备工艺 | |
RU2761398C1 (ru) | Способ обработки прутков из орто-сплавов титана для получения лопаток компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2583567C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ТОНКИХ ЛИСТОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6,5Al-2,5Sn-4Zr-1Nb-0,7Mo-0,15Si | |
RU2622195C1 (ru) | Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов | |
RU2569605C1 (ru) | Способ получения тонких листов из титанового сплава ti-6,5al-2,5sn-4zr-1nb-0,7mo-0,15si | |
RU2622196C1 (ru) | Способ прокатки металлических листов | |
CN105951011A (zh) | 一种大规格高强度镁合金板的制造工艺 | |
RU2463116C1 (ru) | Способ производства листов из алюминиевых сплавов | |
RU2699432C1 (ru) | Способ асимметричной криогенной прокатки |