RU2819677C1 - Method of producing deformed semi-finished products from aluminium alloy - Google Patents
Method of producing deformed semi-finished products from aluminium alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819677C1 RU2819677C1 RU2024104106A RU2024104106A RU2819677C1 RU 2819677 C1 RU2819677 C1 RU 2819677C1 RU 2024104106 A RU2024104106 A RU 2024104106A RU 2024104106 A RU2024104106 A RU 2024104106A RU 2819677 C1 RU2819677 C1 RU 2819677C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformed
- workpiece
- melt
- temperature
- less
- Prior art date
Links
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии легких сплавов, в частности к сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении деформированных полуфабрикатов, обладающих высокой прочностью термостойкостью и предназначенных для работы в широком диапазоне температур, до 260°С.The invention relates to the field of metallurgy of light alloys, in particular to aluminum-based alloys, and can be used in the production of deformed semi-finished products that have high strength and heat resistance and are designed to operate in a wide temperature range, up to 260°C.
Деформируемые алюминиевые сплавы, содержащие в качестве основного компонента медь, имеют удачное сочетание механических свойств при комнатной и повышенных (до 250-300°С) температурах. Оптимальная концентрация меди в сплавах этого типа составляет 5-7% (здесь и далее мас. %), что соответствует или несколько превышает ее предельную растворимость в алюминиевом твердом растворе - (А1). Такое содержание меди приводит к образованию максимального количества вторичных выделений фазы Al2Cu при старении. Кроме того, почти все эти сплавы содержат марганец в количестве до 1%. В частности, известен сплав на основе алюминия 1201 (ГОСТ 4784-2019), который кроме меди, марганца и титана содержит добавки циркония и ванадия при следующем соотношении компонентов: 5,8-6,8% Cu; 0,2-0,4% Mn; 0,02-0,1% Ti; 0,1-0,25% Zr; 0,05-0,15% V. Недостатками данного сплава является то, что технология получения из него деформированных полуфабрикатов включает операции гомогенизации (для слитков) и закалки, а также склонность к разупрочнению при нагревах свыше 200°С.Deformable aluminum alloys containing copper as the main component have a successful combination of mechanical properties at room and elevated (up to 250-300°C) temperatures. The optimal concentration of copper in alloys of this type is 5-7% (hereinafter wt.%), which corresponds to or slightly exceeds its maximum solubility in aluminum solid solution - (A1). This copper content leads to the formation of the maximum amount of secondary precipitation of the Al 2 Cu phase during aging. In addition, almost all of these alloys contain manganese in amounts up to 1%. In particular, an alloy based on aluminum 1201 (GOST 4784-2019) is known, which, in addition to copper, manganese and titanium, contains additives of zirconium and vanadium in the following ratio of components: 5.8-6.8% Cu; 0.2-0.4% Mn; 0.02-0.1% Ti; 0.1-0.25% Zr; 0.05-0.15% V. The disadvantages of this alloy are that the technology for producing deformed semi-finished products from it includes homogenization (for ingots) and hardening operations, as well as a tendency to soften when heated above 200°C.
Известно, что прочностные свойства алюминиевых сплавов могут быть повышены в результате больших пластических деформаций [Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы. М.: ИКЦ «АКАДЕМКНИГА», 2007. 397 с]. В частности, известен способ термомеханической обработки сложнолегированного алюминиевого сплава системы Al-Cu-Mg-Mn-Ag, который включает равноканальное угловое прессование при температуре 300°С в три прохода, прокатку полученных заготовок при комнатной температуре до толщины 2 мм, закалку с температуры 525°С и искусственное старение в течение 6 часов при температуре 190°С.[Патент на изобретение № 2425165. Жаропрочный деформируемый сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него. Лелешов В.В. и др., 2010)]. В результате такой обработки достигается улучшенный комплекс прочностных свойств: предел текучести 490 МПа, предел прочности 550 МПа, относительное удлинение 10%.It is known that the strength properties of aluminum alloys can be increased as a result of large plastic deformations [Valiev R.Z., Aleksandrov I.V. Bulk nanostructured metallic materials. M.: ICC "ACADEMKNIGA", 2007. 397 p.]. In particular, there is a known method for thermomechanical processing of a complex alloy aluminum alloy of the Al-Cu-Mg-Mn-Ag system, which includes equal-channel angular pressing at a temperature of 300°C in three passes, rolling the resulting workpieces at room temperature to a thickness of 2 mm, quenching from a temperature of 525 °C and artificial aging for 6 hours at a temperature of 190°C. [Patent for invention No. 2425165. Heat-resistant deformable alloy based on aluminum and a product made from it. Leleshov V.V. et al., 2010)]. As a result of this treatment, an improved set of strength properties is achieved: yield strength 490 MPa, tensile strength 550 MPa, relative elongation 10%.
Однако предложенный способ не решает проблемы низкой термостойкости, свойственной марочным алюминиевым сплавам и проявляющейся в сильном размягчении при нагреве выше 150-200°С. Наиболее перспективными для получения деформированных полуфабрикатов с высокой прочностью и термостойкостью являются сплавы, содержащие значительное количество переходных металлов, которые образуют высокодисперсные частицы алюминидов с высокой термической стабильностью. Поскольку такие дисперсоиды образуются при распаде пересыщенного твердого раствора алюминия (далее (Al)), концентрация переходных металлов в сплаве должна быть достаточно высокой, и они должны полностью входить в состав (Al) при кристаллизации [Добаткин В.И., Федоров В.М., Бондарев Б.И. и др. Гранулируемые алюминиевые сплавы с высоким содержанием переходных металлов // Технология легких сплавов. 2004. № 3. С. 22-29].However, the proposed method does not solve the problem of low heat resistance, characteristic of branded aluminum alloys and manifested in strong softening when heated above 150-200°C. The most promising for producing deformed semi-finished products with high strength and heat resistance are alloys containing a significant amount of transition metals, which form highly dispersed aluminide particles with high thermal stability. Since such dispersoids are formed during the decomposition of a supersaturated solid solution of aluminum (hereinafter (Al)), the concentration of transition metals in the alloy should be quite high, and they should be completely included in the composition (Al) during crystallization [Dobatkin V.I., Fedorov V.M. ., Bondarev B.I. and others. Granulated aluminum alloys with a high content of transition metals // Technology of light alloys. 2004. No. 3. P. 22-29].
В частности, известен способ получения деформированных полуфабрикатов из сплава на основе алюминия [US 10,125,410 В2, опубл. 13.11.2018]. Данный способ включает приготовление расплава, содержащего (мас. %) медь 0,6-1,9; марганец 1,2-1,8; цирконий 0,2-0,6; железо 0,1-0,4; кремний 0,05-0,25, хром 0,01-0,3, при температуре, превышающей температуру ликвидуса, не менее чем на 50°С, получение литой заготовки путем кристаллизации расплава, деформирование литой заготовки при температуре, не превышающей 350°С, промежуточный отжиг деформированной заготовки при температуре 300 - 450°С, деформирование отожженной заготовки при комнатной температуре, отжиг готового полуфабриката при температуре 300 - 350°С. В частном исполнении деформированный полуфабрикат выполняют в виде штампованных дисков (диаметром 2-4 мм), которые после отжига обладают временным сопротивление более 330 МПа, пределом текучести более 290 МПа и относительным удлинением более 4,1%.In particular, a known method for producing deformed semi-finished products from an aluminum-based alloy [US 10,125,410 B2, publ. 11/13/2018]. This method involves preparing a melt containing (wt.%) copper 0.6-1.9; manganese 1.2-1.8; zirconium 0.2-0.6; iron 0.1-0.4; silicon 0.05-0.25, chromium 0.01-0.3, at a temperature exceeding the liquidus temperature by at least 50°C, obtaining a cast billet by melt crystallization, deformation of the cast billet at a temperature not exceeding 350° C, intermediate annealing of the deformed workpiece at a temperature of 300 - 450°C, deformation of the annealed workpiece at room temperature, annealing of the finished semi-finished product at a temperature of 300 - 350°C. In a private version, the deformed semi-finished product is made in the form of stamped disks (2-4 mm in diameter), which after annealing have a tensile strength of more than 330 MPa, a yield strength of more than 290 MPa and a relative elongation of more than 4.1%.
Недостатком данного способа является невысокая прочность, что обусловлено недостаточным содержанием в структуре наночастиц Al20Cu3Mn3. Это связано с тем, что при обычных скоростях охлаждения, реализуемых при получении слитков (до 100 К/с), концентрация марганца в алюминиевом твердом растворе в литой заготовке не может быть выше 2%.The disadvantage of this method is its low strength, which is due to the insufficient content of Al 20 Cu 3 Mn 3 nanoparticles in the structure. This is due to the fact that at conventional cooling rates implemented during the production of ingots (up to 100 K/s), the concentration of manganese in the aluminum solid solution in the cast billet cannot be higher than 2%.
Наиболее близким и предлагаемому является способ получения деформированного полуфабриката (проволоки) из алюминиевого сплава, включающий получение расплава на основе алюминия, содержащего марганец, медь и цирконий, при температуре, превышающей температуру ликвидуса, получение литой заготовки путем кристаллизации расплава, получение проволоки путем деформации литой заготовки, промежуточный и окончательный отжиги проволоки, отличающийся тем, что в расплав вводят медь в количестве от 3,0 до 4,0 мас. %, марганец в количестве от 2,4 до 3,0 мас. %, цирконий в количестве от 0,4 до 0,6 мас. %, литую заготовку в виде прутка диаметром от 8 до 12 мм получают кристаллизацией расплава со скоростью охлаждения не менее 1000°С/с, деформацию литой заготовки проводят холодным волочением, проволоку подвергают промежуточному отжигу при температуре 300 - 350°С в течение 2-6 часов и окончательному отжигу при температуре 360 - 410°С в течение 1-10 часов.The closest and most proposed method is the production of a deformed semi-finished product (wire) from an aluminum alloy, which includes producing an aluminum-based melt containing manganese, copper and zirconium at a temperature exceeding the liquidus temperature, producing a cast billet by crystallization of the melt, producing wire by deforming a cast billet , intermediate and final annealing of the wire, characterized in that copper is introduced into the melt in an amount of 3.0 to 4.0 wt. %, manganese in an amount from 2.4 to 3.0 wt. %, zirconium in an amount from 0.4 to 0.6 wt. %, a cast billet in the form of a rod with a diameter of 8 to 12 mm is obtained by crystallization of the melt with a cooling rate of at least 1000°C/s, the deformation of the cast billet is carried out by cold drawing, the wire is subjected to intermediate annealing at a temperature of 300 - 350°C for 2-6 hours and final annealing at a temperature of 360 - 410°C for 1-10 hours.
Согласно данному способу, проволока в отожженном состоянии обладает следующим комплексом механических свойств: временное сопротивление при растяжении (σB) не менее 350 МПа, предел текучести (σ0.2) не менее 330 МПа, относительное удлинение при растяжении (δ) - не менее 5%.According to this method, the wire in the annealed state has the following set of mechanical properties: tensile strength (σ B ) not less than 350 MPa, yield strength (σ 0.2 ) not less than 330 MPa, relative tensile elongation (δ) - not less than 5% .
Тем не менее, данный уровень свойств является недостаточно высоким. Другим недостатком данного способа является высокий ликвидус, что требует приготовление расплава при температурах выше 850°С.However, this level of properties is not high enough. Another disadvantage of this method is its high liquidus, which requires the preparation of the melt at temperatures above 850°C.
Техническим результатом изобретения является создание нового способа получения термостойкого деформированного полуфабриката из алюминиевого сплава, позволяющего обеспечить достижение следующего механических свойств в отожженном состоянии: временное сопротивление при растяжении (σB) не менее 550 МПа, предел текучести (σ0.2) не менее 450 МПа, относительное удлинение при растяжении (δ) - не менее 10%.The technical result of the invention is the creation of a new method for producing a heat-resistant deformed semi-finished product from an aluminum alloy, which allows achieving the following mechanical properties in the annealed state: tensile strength (σ B ) not less than 550 MPa, yield strength (σ 0.2 ) not less than 450 MPa, relative tensile elongation (δ) - no less than 10%.
Технический результат достигается тем, что предлагается способ получения деформированных полуфабрикатов из алюминиевого сплава, включающий получение расплава на основе алюминия, содержащего марганец и медь, получение литой заготовки в виде прутка путем кристаллизацией расплава со скоростью охлаждения не менее 1000°С/с, деформацию литой заготовки при комнатной температуре, промежуточный и окончательный отжиги деформированной заготовки, отличающийся тем, что в расплав вводят медь в количестве от 3,5 до 4,5 мас. % и марганец в количестве от 2,8 до 3,5 мас. %, деформацию литой заготовки проводят осадкой, деформированную заготовку подвергают промежуточному отжигу при температуре 300 - 360°С в течение 2-6 часов, далее проводят кручение под высоким давлением (КВД) при 4-6 ГПа и числе оборотов от 3 до 5, без нагрева заготовки, и окончательный отжиг деформированного полуфабриката при температуре 240 - 260°С в течение 3-6 часов.The technical result is achieved by proposing a method for producing deformed semi-finished products from an aluminum alloy, which includes producing an aluminum-based melt containing manganese and copper, producing a cast billet in the form of a rod by crystallization of the melt with a cooling rate of at least 1000°C/s, deformation of the cast billet at room temperature, intermediate and final annealing of the deformed workpiece, characterized in that copper is introduced into the melt in an amount of 3.5 to 4.5 wt. % and manganese in an amount from 2.8 to 3.5 wt. %, the deformation of the cast billet is carried out by upsetting, the deformed billet is subjected to intermediate annealing at a temperature of 300 - 360°C for 2-6 hours, then torsion is carried out under high pressure (HPT) at 4-6 GPa and a number of revolutions from 3 to 5, without heating the workpiece, and final annealing of the deformed semi-finished product at a temperature of 240 - 260°C for 3-6 hours.
Согласно данному способу, получают деформированный полуфабрикат, который обладает следующим комплексом механических свойств: временное сопротивление при растяжении (σB) не менее 550 МПа, предел текучести (σ0.2) не менее 450 МПа, относительное удлинение при растяжении (δ) - не менее 10%.According to this method, a deformed semi-finished product is obtained that has the following set of mechanical properties: tensile strength (σ B ) not less than 550 MPa, yield strength (σ 0.2 ) not less than 450 MPa, relative tensile elongation (δ) - not less than 10 %.
При содержании меди и марганца ниже 3,5 и 2,8%, соответственно, снижается термостойкость (прочностные свойства в отожженном состоянии), что обусловлено недостаточным количеством наноразмерных дисперсоидов Al20Cu3Mn3 в окончательной структуре. При содержании меди и марганца и циркония выше 4,5 и 3,5 мас. % соответственно снижается деформационная технологичность, что может привести к разрушению заготовки. Это обусловлено наличием в структуре грубых интерметаллидных включений.When the copper and manganese content is below 3.5 and 2.8%, respectively, the heat resistance (strength properties in the annealed state) decreases, which is due to the insufficient amount of nano-sized Al 20 Cu 3 Mn 3 dispersoids in the final structure. When the content of copper and manganese and zirconium is above 4.5 and 3.5 wt. %, accordingly, deformation manufacturability decreases, which can lead to destruction of the workpiece. This is due to the presence of coarse intermetallic inclusions in the structure.
Температура промежуточного отжига ниже 300°С и время выдержки менее 2 часов не позволяет обеспечить полный распад алюминиевого твердого раствора и, как следствие, получить необходимое количество дисперсоидов Al20Cu3Mn3. Температура отжига выше 360°С и время выдержки более 6 часов приводят к огрублению структуры (в частности, к увеличению размеров дисперсоидов Al20Cu3Mn3) и, как следствие, к снижению механических свойств.An intermediate annealing temperature below 300°C and a holding time of less than 2 hours do not allow complete decomposition of the aluminum solid solution and, as a consequence, obtain the required amount of Al 20 Cu 3 Mn 3 dispersoids. Annealing temperatures above 360°C and holding times of more than 6 hours lead to a coarsening of the structure (in particular, to an increase in the size of Al 20 Cu 3 Mn 3 dispersoids) and, as a consequence, to a decrease in mechanical properties.
Температура окончательного отжига ниже 240°С и время выдержки менее 3 часов не позволяет обеспечить достаточную стабилизацию структуры и, как следствие, реализовать необходимый уровень термостойкости. Температура отжига выше 260°С и время выдержки более 10 часов приводят к огрублению структуры и, как следствие, к снижению механических свойств.A final annealing temperature below 240°C and a holding time of less than 3 hours do not allow for sufficient stabilization of the structure and, as a consequence, the required level of heat resistance. Annealing temperatures above 260°C and holding times of more than 10 hours lead to coarsening of the structure and, as a consequence, to a decrease in mechanical properties.
Изобретение поясняется чертежом, где: на фиг. 1 микроструктура литой заготовки из алюминиевого сплава, СЭМ; на фиг. 2 представлен полученный по предложенному способу деформированный полуфабрикат в виде диска, на фиг. 3 показаны частицы фазы Al20Cu3Mn3 в структуре отожженного деформированного полуфабриката, ПЭМ.The invention is illustrated by a drawing, where: FIG. 1 microstructure of a cast aluminum alloy billet, SEM; in fig. Figure 2 shows a deformed semi-finished product in the form of a disk obtained using the proposed method; FIG. Figure 3 shows particles of the Al 20 Cu 3 Mn 3 phase in the structure of the annealed deformed semi-finished product, TEM.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Исходные литые заготовки были получены в виде прутков диаметром 12 мм по специальной технологии (температура плавки была ниже 800°С, скорость охлаждения составила более 1000°С/с). Было опробовано 5 составов, приведенных в табл. 1. Прутки были разрезаны в поперечном направлении на фрагменты высотой 15 мм, которые подвергали осадке при комнатной температуре до конечной толщины 1,5 мм с целью увеличения их диаметра (до ~ 25 мм). Из полученных заготовок электроэрозионным методом вырезали диски диаметром 20 мм, которые в дальнейшем подвергали промежуточному отжигу (при 340°С в течение 3 часов), деформации методом КВД и окончательному отжигу (при 250°С в течение 5 часов). Процесс КВД осуществляли при комнатной температуре при давлении P=5 ГПа и числе оборотов N=3. После КВД толщина образцов составила ~1,1 мм. Испытание на растяжение образцов после осадки и после КВД, в т.ч. с последующим отжигом, проводили на миниатюрных образцах с длиной, шириной и толщиной рабочей части 5; 1,5 и 1 мм, соответственно.The initial cast billets were obtained in the form of rods with a diameter of 12 mm using a special technology (melting temperature was below 800°C, cooling rate was more than 1000°C/s). 5 compositions given in table were tested. 1. The rods were cut transversely into 15 mm high fragments, which were upset at room temperature to a final thickness of 1.5 mm in order to increase their diameter (up to ~ 25 mm). Disks with a diameter of 20 mm were cut from the resulting blanks using the electroerosion method, which were subsequently subjected to intermediate annealing (at 340°C for 3 hours), deformation using the HPT method, and final annealing (at 250°C for 5 hours). The HPT process was carried out at room temperature at a pressure P=5 GPa and speed N=3. After HPT, the thickness of the samples was ~1.1 mm. Tensile testing of samples after upsetting and after HPT, incl. followed by annealing, were carried out on miniature samples with the length, width and thickness of the working part 5; 1.5 and 1 mm, respectively.
Как видно из табл. 1, при низком содержании меди и марганца прочностные свойства находятся на низком уровне, что обусловлено недостаточным количеством дисперсоидов Al20Cu3Mn3. При высоком содержании этих элементов (вариант 5) в структуре литой заготовки присутствуют первичные кристаллы интерметаллидных фаз, что не обеспечивает достаточной пластичности при холодной деформации и приводит к разрушению литой заготовки при осадке. Таким образом, можно заключить, что только варианты 2, 3 и 4, в которых концентрации меди и марганца в расплаве находятся в заявленных пределах, позволяют реализовать заявленный способ получения деформированного полуфабриката с высокой прочностью и термостойкостью.As can be seen from table. 1, with a low content of copper and manganese, the strength properties are at a low level, which is due to the insufficient amount of Al 20 Cu 3 Mn 3 dispersoids. With a high content of these elements (option 5), the structure of the cast billet contains primary crystals of intermetallic phases, which does not provide sufficient plasticity during cold deformation and leads to destruction of the cast billet during upsetting. Thus, we can conclude that only options 2, 3 and 4, in which the concentrations of copper and manganese in the melt are within the stated limits, make it possible to implement the claimed method for producing a deformed semi-finished product with high strength and heat resistance.
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Заготовки, вырезанные из прутка, полученного по варианту 3 (табл. 1) были подвергнуты различным вариантам деформационно-термической обработки, которые приведены в табл. 2. Как видно из табл. 1, при низких значениях температуры и времени выдержки промежуточного и окончательного отжигов и малом числе оборотов (вариант 1) механические свойства находятся на недостаточно высоком уровне. При низком давлении и большом числе оборотов в процессе КВД (вариант 5) происходит разрушение заготовки. При высоких значениях температуры и времени выдержки промежуточного и окончательного отжигов (вариант 6) механические свойства также невысоки. Таким образом, можно заключить, что только варианты 2, 3 и 4, в которых параметры деформационно-термической обработки находятся в заявленных пределах, позволяют реализовать заявленный способ получения деформированного полуфабриката с высокой прочностью и термостойкостью. The blanks cut from the rod obtained according to option 3 (Table 1) were subjected to various variants of deformation-heat treatment, which are given in Table. 2. As can be seen from table. 1, at low temperatures and holding times for intermediate and final annealing and a low number of revolutions (option 1), the mechanical properties are not at a high enough level. At low pressure and a high number of revolutions during high pressure buildup (option 5), the workpiece is destroyed. At high temperatures and holding times for intermediate and final annealing (option 6), the mechanical properties are also low. Thus, we can conclude that only options 2, 3 and 4, in which the parameters of deformation-heat treatment are within the stated limits, make it possible to implement the claimed method for producing a deformed semi-finished product with high strength and heat resistance.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819677C1 true RU2819677C1 (en) | 2024-05-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1045043A1 (en) * | 1999-04-12 | 2000-10-18 | Pechiney Rhenalu | Method of manufacturing shaped articles of a 2024 type aluminium alloy |
| JP4504141B2 (en) * | 2004-09-09 | 2010-07-14 | 大日本印刷株式会社 | Surface light source device |
| RU2446222C1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-03-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Heat-resistant aluminium-based alloy and method for obtaining deformed semi-finished products from it |
| RU2618593C1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-05-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | METHOD OF THERMOMECHANICAL PROCESSING OF SEMI-FINISHED FRAGMENTS FROM ALUMINIUM ALLOYS OF Al-Cu, Al-Cu-Mg AND Al-Cu-Mn-Mg SYSTEMS FOR OBTAINING PRODUCTS WITH HIGH STRENGTH AND ACCEPTABLE PLASTICITY |
| US10125410B2 (en) * | 2012-12-06 | 2018-11-13 | National University of Science and Technology “MISIS” | Heat resistant aluminum base alloy and wrought semifinsihed product fabrication method |
| RU2778037C1 (en) * | 2022-04-22 | 2022-08-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for producing heat-resistant high-strength aluminum alloy wire |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1045043A1 (en) * | 1999-04-12 | 2000-10-18 | Pechiney Rhenalu | Method of manufacturing shaped articles of a 2024 type aluminium alloy |
| JP4504141B2 (en) * | 2004-09-09 | 2010-07-14 | 大日本印刷株式会社 | Surface light source device |
| RU2446222C1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-03-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Heat-resistant aluminium-based alloy and method for obtaining deformed semi-finished products from it |
| US10125410B2 (en) * | 2012-12-06 | 2018-11-13 | National University of Science and Technology “MISIS” | Heat resistant aluminum base alloy and wrought semifinsihed product fabrication method |
| RU2618593C1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-05-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | METHOD OF THERMOMECHANICAL PROCESSING OF SEMI-FINISHED FRAGMENTS FROM ALUMINIUM ALLOYS OF Al-Cu, Al-Cu-Mg AND Al-Cu-Mn-Mg SYSTEMS FOR OBTAINING PRODUCTS WITH HIGH STRENGTH AND ACCEPTABLE PLASTICITY |
| RU2778037C1 (en) * | 2022-04-22 | 2022-08-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for producing heat-resistant high-strength aluminum alloy wire |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4648913A (en) | Aluminum-lithium alloys and method | |
| US4016010A (en) | Preparation of high strength copper base alloy | |
| Sankaran et al. | The structure and properties of splat-quenched aluminum alloy 2024 containing lithium additions | |
| EP0247181B1 (en) | Aluminum-lithium alloys and method of making the same | |
| US5458705A (en) | Thermal cycling titanium matrix composites | |
| JP6607464B2 (en) | Formable magnesium-type wrought alloy | |
| CN114921684B (en) | High strength titanium alloy | |
| JPH07145441A (en) | Superplastic aluminum alloy and its production | |
| JP3540812B2 (en) | Low density and high strength aluminum-lithium alloy with high toughness at high temperature | |
| JP6307623B2 (en) | High strength alpha-beta titanium alloy | |
| EP2274454A1 (en) | Alloy composition and preparation thereof | |
| JP3873313B2 (en) | Method for producing high-strength titanium alloy | |
| US3562024A (en) | Cobalt-nickel base alloys containing chromium and molybdenum | |
| US3990922A (en) | Processing aluminum alloys | |
| US4921548A (en) | Aluminum-lithium alloys and method of making same | |
| US3734785A (en) | Zinc forging alloy | |
| JP7233659B2 (en) | Titanium aluminide alloy material for hot forging, method for forging titanium aluminide alloy material, and forged body | |
| JPH0234740A (en) | Heat-resistant aluminum alloy material and its manufacture | |
| RU2819677C1 (en) | Method of producing deformed semi-finished products from aluminium alloy | |
| CA2042457C (en) | Method of treatment of metal matrix composites | |
| US4915747A (en) | Aluminum-lithium alloys and process therefor | |
| JP3516566B2 (en) | Aluminum alloy for cold forging and its manufacturing method | |
| JPH01147039A (en) | Wear-resistant aluminum alloy and its manufacture | |
| JPS61213358A (en) | Production of al alloy having improved properties | |
| JP2004002987A (en) | Aluminum alloy material for forging superior in high-temperature property |