UA80466C2

UA80466C2 - Sheet and strip from magnesium alloy and method for their producing

Info

Publication number: UA80466C2
Application number: UAA200508462A
Authority: UA
Inventors: Daniel Dong Liang; Wendy Borbidge; Daniel Raymond East; Ross Victor Allen
Original assignee: Commw Scient Ind Res Org
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2007-09-25
Also published as: EG23753A; KR20050103509A; MXPA05009172A; AU2003900971A0; ZA200507065B; EP1610916A1; EP1610916A4; CN1764512A; WO2004076097A1; NO20054041D0; CA2517516A1; TW200424325A; NO20054041L; RU2005130176A; US20060231173A1; JP2006513864A; BR0318147A; RS20050720A; CN100333860C; HRP20050823A2

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується листа з магнієвого сплаву і способу його виготовлення. 2 Найбільш загальний підхід до виготовлення листа з магнієвого сплаву включає в себе гарячу прокатку злитку, який виготовлений шляхом розливу. розплавленого сплаву у відповідну мульду. Злиток піддають гомогенізуючому просочуванню при підходящій підвищеній температурі і потім знімають верхній шар для отримання чистих, гладких поверхонь. Оброблений злиток прокатують для виготовлення плити, потім стрічки і, наприкінці, листа, використовуючи грубу гарячу прокатку, після чого виконують гарячу проміжну / завершальну 70 прокатку, і завершальний відпал. В деяких випадках, після гарячої проміжної прокатки виконують холодну прокатку для забезпечення редукції (зменшення товщини) до кінцевих розмірів кінцевого обробленого листа. При цьому злиток може, наприклад, бути довжиною до 1800мм, шириною 1000Омм і товщиною до З0О0мм. Гомонізуючу термічну обробку звичайно проводять при температурі від 4002 до 5002С протягом 2 годин. Глибина верхнього шару, який зчищається, звичайно складає близько Змм. Грубою гарячою прокаткою, при температурі від близько 4002С до 4602С, можливо досягти суттєвої редукції за кожний прохід, наприклад, від 1595 до 4095, в загальному випадку близько 2095, при 25 проходах, для виготовлення плоскої плити товщиною близько 5мм. При необхідності підтримання мінімальної температури вище 4002 сплав повторно нагрівають між проходами.

Після грубої гарячої прокатки звичайно слідує проміжна гаряча прокатка при 340-430 «С для зменшення ор товщини плоскої плити до стрічки товщиною близько їмм. При кожному з до десяти проходів, досягається редукція близько 8-1595, в загальному випадку близько 1095. Підігрівання є необхідним після кожного проходу для підтримання мінімальної температури вище 34026.

Після проміжної гарячої прокатки слідує кінцева прокатка для зменшення товщини стрічки до листа з кінцевим розміром близько 0,5мм, яку виконують або теплою прокаткою або холодною прокаткою. Кінцеву теплу с г прокатку здійснюють при температурі 190-4002С. При цьому, стрічка зменшується по товщині при кожному з 10-20 проходів на 4-1095, звичайно близько 795. Знову, нагрівання між кожним проходом є необхідним через і) швидке охолодження тонкого сплаву. Необхідна обережність при підігріванні, тому що перенагрівання може призвести до надмірної редукції і втрати контролю над розміром. Холодна прокатка може бути переважною для точного доведення до кінцевого розміру, але вона забезпечує тільки до 1-295 редукції товщини при кожному Ге) зо проході, і тому потрібна велика кількість проходів до досягнення кінцевого розміру.

Етап грубої гарячої прокатки є досить ефективним, не дивлячись на велику кількість проходів, так як ке, охолодження між проходами є обмеженим, а зменшені теплові втрати тягнуть за собою підігрівання тільки після « незначної частини проходів. Однак, при проміжній гарячий прокатці мають місце суттєві витрати енергії, так як для обробки 5мм плитки до їмм стрічки використовують прокатний стан для отримання рулонної стрічки, і о зв теплові втрати тягнуть за собою нагрівання перед кожним проходом, що значно подовжує весь процес со виготовлення листа. Також, проміжна гаряча прокатка може призвести до утворення тріщин на поверхні і кромці стрічки, і як результат - до зменшення виходу металу. Ці проблеми при проміжній гарячій прокатці посилюються при кінцевій теплій прокатці і тому, на відміну від кінцевої холодної прокатки, необхідна додаткова вартість для забезпечення великої кількості проходів при холодній прокатці. «

Кінцевий відпал, після завершальної теплої або холодної прокатки, може бути різним в залежності від того, шщ с як будуть використовувати вироблений лист з магнієвого сплаву. Кінцевий відпал може бути типу О, що потребує й нагрівання до близько 3702 протягом однієї години; типу Н24 нагріванням до близько 2602 протягом однієї и"? години; або Н2б нагріванням до близько 150 9С протягом однієї години. Однак, є достатні межі варіації кінцевого відпалу для досягнення в результаті листа, який має механічні властивості, що є бажаними для різних використань. (ее) Витрати часу і енергії для виготовлення листа з магнієвого сплаву по вище згаданій технології виготовлення є відносно великими. Як наслідок, вартість виготовлення листа є високою у порівнянні, наприклад, о з виготовленням алюмінієвого листа. Представлений винахід забезпечує спосіб виготовлення листа з магнієвого г» сплаву, який знижує рівень витрат часу і енергії і таким чином дає можливість виготовляти лист ефективної вартості.

Ф Були пропозиції по виготовленню плити і стрічки з магнієвого сплаву за допомогою безперервного відливання 4) з двома валками (ВДВ). Процес ВДВ не може забезпечити безпосереднє виготовлення листа з магнієвого сплаву, так як не зважаючи на переваги ВДВ не можливо виготовити стрічку, яка є тоншою за 1-2мм. Не дивлячись на це ВДВ є можливою альтернативою вищезгаданому способу, і має перевагу, яка полягає у виключенні етапів виготовлення злитка, гомогенізуючої термічної обробки, зчищання верхнього шару і грубої гарячої прокатки завдяки використанню ВДВ стрічки як вихідного матеріалу для подальшої обробки до бажаного

ІФ) листа. Тобто, за розміром, вихід після ВДВ можна порівняти з стрічкою, отриманою грубою гарячою прокаткою і ко проміжною теплою прокаткою. Однак, стрічка ВДВ суттєво відрізняється як від плити, отриманої в результаті грубої гарячої прокатки злитка сплаву, так і від стрічки, отриманої в результаті проміжної теплої прокатки і бо має дуже змінену мікроструктуру для того, щоб бути надійною альтернативою.

Помічено, що ВДВ стрічка, отримана безперервним литтям, змінює свою мікроструктуру в залежності від умов лиття. Крім того, вона не є повністю однорідною по всій своїй товщині. Вона містить дендрити різних розмірів і переривчасту, або змінну, кількість сегрегації від поверхні до центру. Також, ВДВ стрічка має схильність до утворення поверхневих тріщини під час прокатки навіть з малою редукцією, а будь-яка сегрегація несприятливо 65 впливає на ковкість кінцевої стрічки. Таким чином, гомогенізуюча термічна обробка є необхідною перед будь-якою прокатною процедурою, а, хоча і не повна, зміна мікроструктури призводить до труднощів при прокатці.

Нами було помічено, що ВДВ магнієву стрічку, з підходящою мікроструктурою, яка дає змогу виготовляти лист, можливо отримати регулюванням умов, при яких виготовляється стрічка. Помічено, що прийнятна мікроструктура залежить від відстані між осями вторинного дендриту і величини редукції при прокатці при виготовленні стрічки безперервним литтям, прийнятна мікроструктура також залежить від температури, при якій стрічка виходить з валків. Ми також помітили, що при досягненні прийнятної мікроструктури ВДВ стрічка після гомогенізуючої термічної обробки суттєво краще піддається прокатці і відпалу для виготовленню прийнятного листа з магнієвого сплаву. 70 Таким чином, згідно з винаходом, пропонується спосіб виготовлення стрічки з магнієвого сплаву шляхом редукції при прокатці і термічної обробки, який відрізняється тим, що складається з етапів: (а) відливання магнієвого сплаву у вигляді стрічки, використовуючи установку для відливання з двома валками; і (б) регулювання товщини і температури стрічки, яка виходить з-поміж валків установки, завдяки чому 7/5 Стрічка має мікроструктуру, яка характеризується початковою фазою, що має форму, вибрану з деформованого дендриту, рівновісного дендриту і суміші деформованої і рівновісної деендритних форм.

Підходящу мікроструктуру, що має "деформовану" і/або "рівновісну" дендритну початкову фазу, можливо виготовляти при вихідній температурі прокатки від близько 2002С до 3502С, наприклад, від близько 2002С до 2602. Деформовану дендритну мікроструктуру, по суті без рівновісних дендритних зерен, отримують при 2о Відносно низькій вихідній температурі, яка змінюється в залежності від товщини стрічки. Для більш товстої стрічки, такої як 4-5мм завтовшки, деформовану дендритну мікроструктуру можна отримати при температурі від близько 2002 до 22020. Для більш тонкої стрічки, деформовану дендритну мікроструктуру можна отримати при температурі від близько 2002 до 2452С, звичайно, при вищій за приблизно 22020. Рівновісну мікроструктуру, по суті без деформованих дендритних частинок, в загальному випадку отримують при відносно високій вихідній СМ температурі, яка також змінюється в залежності від товщини стрічки. Для більш товстої стрічки, такої як 4-5мМмМ (5) завтовшки, рівновісну дендритну мікроструктуру можна отримати при температурі принаймні вищій за примирно 2302, і, для такої мікроструктури і товщини, переважно, щоб вихідна температура знаходилась на середньому рівні від близько 2302 до 2402С. При вищих вихідних температурах для такої товстої стрічки, особливо при високому рівні температур від близько 2502 до 2602С, відбувається підвищена сегрегація у зернах на границі ре) біля поверхні стрічки, отриманої безперервним литтям. Для більш тонкої стрічки, рівновісну дендритну «я мікроструктуру отримують при вихідних температурах вищих за приблизно 24592С, і з меншою тенденцією до сегрегації у зернах на границі біля поверхні відлитої стрічки. З

Рівновісна дендритна мікроструктура має зерна початкової фази, форма яких відрізняється від форми, яка Га») відображає ріст дендритних кристалів, є певною мірою закругленими і по суті мають однаковий розмір в усіх 3о напрямках. Деформована дендритна мікроструктура має зерна початкової фази, які мають форму, що чіткіше со відображає дендритний кристалічний ріст. Однак, деформовані початкові зерна мають витягнуту сплющену форму і є витягнутими в напрямку прокатки, по суті паралельно основним поверхням стрічки.

Деформована дендритна мікроструктура є переважною. Вона краще пристосована для виготовлення листаз /«Ф магнієвого сплаву більш простішим способом за винаходом. Також, при рівновісній дендритній мікроструктурі З краще утворюються мікротріщини біля поверхонь відлитої стрічки, особливо при вихідних температурах с 240-2502С, мікротріщини з'являються в місцях сегрегації на границях зерен. :з» У винаході, ВДВ стрічка з магнієвого сплаву виготовляється до потрібної товщини меншої за 1Омм, за умов забезпечення підходящої мікроструктури. Стрічка потім піддається гомогенізуючій термічній обробці для досягнення повної або часткової рекристалізації до прийнятних розмірів зерна. Гомогенізовану стрічку потім бо 15 прокатують для виготовлення листа з магнієвого сплаву потрібного розміру, і лист піддають кінцевому відпалу.

Таким чином, винахід також пропонує спосіб виготовлення листа з магнієвого сплаву, який відрізняється (ав) тим, що складається з етапів: 1» (а) відливання магнієвого сплаву у вигляді стрічки, використовуючи установку для відливання з двома валками; (о) 20 (б) регулювання товщини і температури стрічки, яка виходить з-поміж валків на установці, завдяки чому

Ф стрічка має мікроструктуру, яка характеризується початковою фазою, що має форму, вибрану з деформованого дендритну, рівновісного дендритну і суміші деформованої і рівновісної дендритних форм; (в) піддавання стрічки гомогенізуючий термічній обробці для досягнення повної або часткової рекристалізації мікроструктури до потрібних розмірів зерен; (г) прокатки гомогенізованої стрічки для виготовлення листа з магнієвого сплаву потрібного розміру; і

ГФ) (д) відпалювання листа, виготовленого на етапі (г). 7 Стрічка, отримана безперервним литтям з магнієвого сплаву переважно має товщину не більшу Бмм.

Товщина найбільш переважно становить менше бБмм, наприклад, до близько 2,5мм. Мікроструктура характеризується деформованими дендритною і/або рівновісною дендритною початковою фазою. Початкова 60 фаза може по суті мати рівновісну дендритну початкову фазу, отриману при виготовленні стрічки товщиною 4-5мм, яка виходить з подвійних валків, які мають температуру від 230 «С до 2602С, переважно від 2302С до 2402б. Однак, початкова фаза переважно по суті має деформовану дендритну початкову фазу, при виготовлені стрічки, яка виходить з валків при температурі від 2002С до 2452С для тонкої стрічки товщиною меншою Змм і від 65 20020 до 2202С для стрічки товщиною від 4мм до мм.

Гомогенізуюча термічна обробка переважно виконується при температурі від приблизно 3302С до 5002С,

переважно від приблизно 4002С до 5002С. Стрічку переважно піддають термічній обробці одразу після виходу з подвійних валків для того, щоб мінімізувати втрати теплової енергії з відлитої стрічки, щоб таким чином мінімізувати час і вхідну теплову енергію, потрібну для отримання температури гомогенізації. Однак, якщо є бажаною навіть відносно висока температура 400-500г2, то може бути кращим, щоб стрічка знаходилась певний час при проміжній температурі, наприклад від близько 3402С до 3602, перед нагріванням до біль високої температури, так як утримання стрічки при проміжній температурі дає можливість знизити рівень сегрегації в деяких сплавах, таких як сплави А7 групи, при переході вторинної фази у твердий розчин.

Проміжок часу, який потрібний для гомогенізуючої термічної обробки, скорочується при більш високій 70 температурі термічної обробки, але є різним в залежності від мікроструктури. Для, наприклад, деформованої дендритної мікроструктури, термічна обробка приводить до рекристалізації. При температурі близько 4202С, рекристалізація відбувається переважно протягом лише близько 2 годин, і переважно в зонах більш малих чарунок. Трохи більші, ізольовані рівновісні дендрити всередині деформованих дендритів стають окремими твердими зернами, не дивлячись на те, що залишки дендритної структури є все ще видимі всередині зерен. 75 Після б годин при 4202С, великі зерна починають рекристалізуватись. Після 16 годин при 420 2С, кінцева мікроструктура, отримана термічною обробкою деформованої дендритної мікроструктури, є більш однорідною і складається з тонких волокон розміром близько 10-15 ум. Окрім цієї зміни мікроструктури, помічено, що сегрегацію в деяких сплавах, таких як сплави А7 типу, можливо майже виключити після відпалювання протягом 2 годин при 4202С, окрім декількох частинок. 20 Відносно швидке обмеження сегрегації при термічній обробці ВДВ стрічки, отриманої безперервним литтям з магнієвого сплаву, суттєво відрізняється від досвіду з ВДВ алюмінієвими сплавами, в яких сегрегація є дуже значною, і її не можливо виключити гомогенізуючою термічною обробкою. Помічено, що це виникає в результаті того, що вторинні частинки осідають на ранньому етапі твердіння під час виготовлення ВДВ магнієвих сплавів, так що ті частинки є відносно рівномірно розподілені по всьому поперечному перерізу стрічки. В протилежність, с 29 вторинні частинки формуються на більш пізньому етапі твердіння алюмінієвих сплавів і є відносно Ге) сконцентрованими в центрі товщини відлитої ВДВ стрічки алюмінієвого сплаву.

Зміна мікроструктури під час гомогенізуючої термічної обробки відрізняється для ВДВ магнієвого сплаву, що має рівновісну дендритну мікроструктуру. На відміну від мікроструктуру, що має деформовану дендритну структуру, більш великі зерна рівновісної мікроструктури не рекристалізуються у більш малі. Точніше, ікс, 30 гомогенізуюча термічна обробка приводить до кінцевої мікроструктури, що містить переважно великі зерна «я розміром приблизно 5БОММ до 200Мм.

Після гомогенізуючої термічної обробки, ВДВ стрічка може бути піддана подальшій завершальній прокатці, - яка є однаковою для кожного типу мікроструктури. В цьому випадку, подальша обробка має етапи завершальної (су гарячої прокатки, завершальної холодної прокатки і кінцевого відпалювання. Але, завершальна гаряча прокатка 32 Може бути пропущена як у випадку деформованої, так і рівновісної дендритних мікроструктур. Завершальна со холодна прокатка деформованої мікроструктури далі може бути вдосконалена шляхом використання більш великої, ніж для рівновісних мікроструктур, редукції при прокатці між проміжними відпалюваннями, для забезпечення найбільш вартісно ефективного способу за винаходом. Також, у випадку рівновісної дендритної « мікроструктури може бути бажаним, за хоча б деяких обставин, зняття поверхневого шару стрічки перед 40 завершальною гарячою прокаткою. в с Завершальна гаряча прокатка може бути виконана при температурі, при якій прокатка викликає безперервну з» рекристалізацію, так що дислокації залишаються всередині рекристалізованих зерен. В загальному випадку, це потребує температури гарячої прокатки вище 200 2С. Однак, гаряча прокатка звичайно виконується при температурі від близько 35022 до 5002С, переважно від близько 4002С до 50020.

При рівновісній дендритній зерновій структурі необхідно відрізняти ВДВ стрічку, яка виготовлена при со вихідній температурі прокатки відповідно у нижній і верхній частинах температурного діапазону 230-26020. (ав) Помічено, що, для хоча б деяких магнієвих сплавів, стрічка, виготовлена при нижчій вихідній температурі 1» прокатки, від, наприклад, приблизно 2302 до 2402, не здатна піддаватися завершальній гарячій прокатці, навіть після подовженої гомогенізуючої термічної обробки, якщо зі стрічки спочатку не зчистити верхній шар (22) для видалення достатнього поверхневого шару товщиною приблизно Змм. Однак, помічено, що для деяких

Ф сплавів зняття верхнього шару не є необхідним для стрічки, виготовленої при вищій вихідній температурі прокатки, наприклад, від близько 2502С до 26096.

Необхідність у зчищення відлитої стрічки, яка мала рівновісну дендритну мікроструктуру, виготовлену при більш низькій вихідній температурі прокатки, наприклад, від близько 2302С до 2402С, потрібна через дефекти на поверхні стрічки, які не виправляються гомогенізуючою термічною обробкою. Помічено, що як при великих (40905), (Ф. так і при малих (595) редукціях за один прохід при гарячій прокатці виникають тріщини на поверхні стрічки. Ми ка спостерегли, що тріщини виникають одразу після одного проходу при великій редукції і одразу після двох проходів при малій редукції. Однак, щодо поверхневих дефектів, то помічено, що згубні ефекти поверхневих 60 тріщин можуть бути мінімізовані зчищанням верхнього шару, як зазначено вище. Більше того, помічено, що стрічку, відлиту при більш високій вихідній температурі, такій як від близько 250 9С до 2609С, після гомогенізуючої термічної обробки можливо успішно піддати редукції при гарячій прокатці до 2595 за прохід без прояву поверхневих тріщин.

У завершальній гарячій прокатці, зокрема при відносно високій температурі, можливо досягти відносно бв великої робочої редукції за прохід, наприклад, від 2095 до 2595. Для того, щоб проілюструвати це, були виготовлені тестові зразки стрічки типу А2З1В довжиною ЗЗОмм, шириною 120мм і товщиною 4,7мм (при необхідності, після зчищання верхнього шару ) з відлитої ВДВ стрічки, яка мала рівновісну дендритну мікроструктуру і яка була піддана гомогенізуючій термічній обробці при близько 42020. Кожний зразок був підданий гарячій прокатці при 4202С для виготовлення листа загальною довжиною близько 2000мм, шириною 120мм і товщиною від 0,7 до 0,75мм. Швидкість прокатки 18м/хв. була визначена як достатня для гарячої прокатки при початковій температурі 4202С. При першому проході, налаштована редукція прокатки була в межах від 4095 до 4595 товщини стрічки, і вона була підвищена до 5095 при другому проході і до 6095 при третьому проході. Дійсна редукція, досягнута в стрічці при кожному проході, становила від 2095 до 2595. Між першим і другим, і другим і третім проходами було здійснене проміжне відпалювання при 4202 протягом 30 хвилин. При 70 наступних трьох проходах, редукція була далі підвищена до 70-9095, поки розмір прокату не становив від 0,13мМмМ до 0,15мм (від 0,005" до 0,006"), при цьому робочий матеріал повторно нагрівався до 4202 після кожного проходу. Дійсна редукція при наступних трьох проходах становила порядку 1795, що є меншим, ніж за попередні три проходи, але вважалось, що тонкіший лист втрачатиме тепло швидше, що призвело б до меншої редукції при прокатці. При кінцевих чотирьох проходах прокатки, розмір прокатки підтримували в межах від 0,13мм до 015мм, поки товщина листа не досягнула 0,7-0,75мм. Дійсна редукція при проході знизилась з 1595 до 895 як тільки лист став тонкішим.

Подальші випробування були проведені зі зразками ВДВ А7318 сплаву, але виготовленими з ВДВ стрічки, що має деформовану, на відміну від рівновісної, дендритну литу мікроструктуру. Деякі з тестових зразків були довжиною 200мм, шириною 5Омм і товщиною 2,бмм, а інші великі зразки були такими, які описані у вищезгаданих випробуваннях для рівновісних мікроструктур. Для кожного розміру зразка, два набори зразків піддали гомогенізуючій термічній обробці шляхом відпалювання протягом ночі, один набір при 3502С, а інший при 42026.

Зразки після цього були піддані тій самій процедурі гарячої прокатки (щодо встановленої редукції прокатки), як описано вище, але при двох рівнях температур: при 350 2 і при 4202С, для досягнення товщини листа від 0,7мм до 0,75мм. Для менших зразків редукція від 2195 до 2695 була виміряна за прохід для кожного з перших с 29 чотирьох проходів, після чого виконувався ще один прохід з редукцією від 1795 до 1996. ге)

Виявлено, що температура відпалювання перед прокаткою впливає на утворення "смугастої" мікроструктури. "Смугаста" мікроструктура у зразках, відпалених при 35023 перед прокаткою, була явною і зберігалася навіть після подальшої холодної прокатки. У зразках, відпалених при 4202, великі зерна були більш рівномірно розподілені. Гаряча прокатка при початковій температурі 3502С також призвела до "смугастої" мікроструктури. ї-оі

Було виявлено, що зменшення тривалості відпалювання перед прокаткою від приблизно 18 до 2 годин, не (се) впливає на редукцію при прокатці і на якість поверхні. Мікроструктури, однак, містили значну кількість смуг великих зерен. ч

Скорочення інтервалу часу відпалювання з 15-30 хвилин до 7-15 хвилин між проходами прокатки можливо (ав) було досягнути без зменшення можливості обробки. Утворення смугастої мікроструктури в незначній мірі було викликане скороченням часу. У зразках, які були прокатані з 7-15 хвилинним внутрішнім відпалюванням, число і со ширина скупчень великих зерен збільшились, але вони не утворили розтягнених смуг.

Всі зразки, виготовлені при всіх умовах, мали середній розмір зерна близько 10ММ. Ці дрібні зерна були отримані завдяки невеликим початковими мікроструктурам "деформованих" дендритів. « дю "Смугаста" мікроструктура може бути згубною для ковкості завершеного листа вздовж напряму прокатки. з

Утворення такої мікроструктури пов'язано з введенням в дію механізму двійникової деформації під час процесу с прокатки, який створює зони меншої і більшої деформації, які згодом рекристалізуються в альтернативні смуги :з» великих і дрібних зерен, відповідно, під час кінцевого відпалювання. Звичайно, подвоювання є основним засобом деформації для магнієвих сплавів, коли температура деформації нижча приблизно 32020. Тому прокатний стан переважно повинен має можливість забезпечити нагрівання валків так, щоб температура робочої частини не со що падала нижче 3202 протягом операції прокатки, окрім випадку, коли температура попереднього нагрівання і/або швидкість прокатки не є достатньо високими для запобігання утворенню "смугастої" мікроструктури. о Після завершальної гарячої прокатки, стрічку піддають завершальній холодній прокатці. Однак, як описано їз вище, завершальна гаряча прокатка може бути пропущена у випадку ВДВ стрічки, якщо потрібно. В кожному Випадку, ми не знайшли безпосередніх зв'язків для кореляції ступеню покращення зерен під час рекристалізації (2) з розміром і розподілом вторинних частинок у ВДВ магнієвих сплавах. Основним параметром виявляється

Ф ступінь розподілу накопиченої енергії деформації. Холодна прокатка є ефективним способом для забезпечення високих рівнів такої накопиченої енергії для забезпечення рекристалізації при подальшій термічній обробці.

Як описано вище, при традиційній обробці магнієвого сплаву на завершальному етапі для виготовлення вв листа часто застосовують етап завершальної теплової прокатки. Етап завершальної холодної прокатки може бути використаний, але він тягне за собою лише низький рівень редукції за прохід: 1-295. Однак, у способі за (Ф; винаходом, етап завершальної холодної прокатки не має такого обмеження. Етап за винаходом, для ВДВ

ГІ стрічки, яка має або рівновісну, або деформовану дендритну мікроструктуру в умовах безперервного лиття, дає змогу забезпечити рівень редукції від 1595 до 2595 при кожному проході. во У випробуваннях листа шириною 120Омм і товщиною 0,7-0,75мм, виготовленого гарячою прокаткою при 4202 з гомогенізованої ВДВ стрічки, яка отримана безперервним литтям і мала рівновісну дендритну мікроструктуру, лист був термічно оброблений не довше 30 хвилин при 4202С, а потім піддавався холодній прокатці. Протягом холодної прокатки, прокатний стан був встановлений так, що не було проміжків між валками, і загальна редукція після трьох проходів прокатки була 1595. В інших випробуваннях загальна редукція 2595 була отримана після бв трьох проходів холодної прокатки. В останньому випадку, мікроструктура складалась з дрібних зерен розміром до ЗММ, великих зерен розміром до 12ММ і середніх зерен розміром 7ММ. У наступному випробуванні, редукція

2096 була отримана при одному проході холодної прокатки, для забезпечення мікроструктури з дрібними зернами меншими за 10ММ, і грубими зернами до 25ММ. Менш однорідний розмір зерна після одного проходу вказує, що переважним є використання декількох проходів замість одного проходу для досягнення необхідної загальної редукції.

Вище було зазначено, що при температурах гарячої прокатки нижче 3202, може утворитись смугаста мікроструктура. Це є небажаним, але помічено, що такий ефект зменшується при поперечній холодній прокатці з отриманням регулярної шахової" мікроструктури.

Для зразків, схожих на ті, які описані для холодної прокатки листа з рівновісної дендритної ВДВ стрічки, 70 і для листа 0,7-0,75мм, отриманого з деформованої дендритної ВДВ стрічки, були отримані порівняні результати.

Таким чином, для відповідних зразків, підданих трьом проходам холодної прокатки, загальна редукція 2095 була отримана в першому випадку, в той час як редукція 3095 була отримана в іншому. Підвищення редукції від 2090 до 3096 супроводжувалось зменшенням середнього розміру зерна з 7ММ до 4ММ. Однак, у зразках з редукцією 3090 було більше скупчень великих зерен.

Наступні зразки, які були отримані з ВДВ стрічки, яка отримана безперервним литтям і мала деформовану дендритну мікроструктуру, показали смуги великих зерен, які отримали внаслідок гарячої прокатки при 350 20.

Було помічено, що ці смуги зберігаються після шести проходів холодної прокатки. Однак, помічено, що холодна прокатка може виключити більшість смуг великих зерен, описаних вище, які були утворені при зменшенні часу відпалювання перед прокаткою (наприклад, від близько 18 годин до 2 годин).

Далі зразки, які були отримані з ВДВ стрічки, яка мала як деформовану, так і рівновісну дендритну мікроструктури, були піддані прокатці при кімнатній температурі зі ступенем редукції між кожним проходом на постійному рівні від 195 до 2790. Ці зразки були піддані гомогенізуючому відпалу при 35092 або при 4202 протягом 12-18 годин і потім холодній прокатці, без проміжного етапу гарячої прокатки. Зразки були довжиною 200мм, шириною 5Омм і товщиною 2,бмм. При редукції більшій за 2095 за прохід, одного проходу було достатньої С для появи крайових тріщин. При холодній редукції 1495 за прохід, два проходи (для загальної редукції 24905) о спричинили крайові тріщини. При холодній редукції від 1095 до 1395 за прохід, три проходи (для загальної редукції 3590) не привели до появи крайових тріщин. При холодній редукції від 195 до 2905 за прохід, ЗО проходів потрібно було виконати (для загальної редукції 4690) до появи крайових тріщин. Однак, після досягнення максимальної загальної редукції для будь-якої послідовності прокаток, відпал стрічки, наприклад, при 350 «С. оо протягом 60 хвилин або 420 9С протягом ЗО хвилин, давав змогу почати холодну прокатку з подібними со редукціями без негативних наслідків.

Різниця редукцій за прохід при холодній прокатці не впливає на кінцеву мікроструктуру. Для листа, « виготовленого з товщиною 0,7мм і потім відпаленого при 3502 протягом 6бО хвилин, мікроструктура може о показати дрібні зерна розміру ЗММ, скупчення великих зерен до 10ММ і середній розмір зерна 5ММ.

Зо Після завершальної холодної прокатки листа його піддають завершальному відпалюванню для досягнення со рекристалізації. Тривалість відпалювання скорочується з підвищенням рівня температури, як було зазначено, за рахунок загальної стабілізації, наприклад, при 35023 протягом менше 60 хвилин або при 4202С протягом менше

ЗО хвилин. Кожна з цих обробок призводить до схожих мікроструктур, але остання обробка призводять до « розкиду розміру великих зерен. Однак, ця різниці не впливає несприятливим чином на ковкість в поперечному напрямі. З с У більшості випадків вищезгадані результати були встановлені при випробовуваннях, проведених для А7318В, "з А761, А791 і АМбО сплавів. Однак, подібні результати зазначені і для магнієвих сплавів загалом. Очікується, " що для таких сплавів винахід забезпечить просте і менш витратне виробництво листа з магнієвого сплаву, спосіб за винаходом, потребує обладнання, яке є значно дешевшим за те, яке є необхідним для обробки по технології прокатки злитка. со Наприкінці, зрозуміло, що різні варіанти, модифікації і/або доповнення можливі стосовно попередньо о описаних структури і розміщення частин, не виходячи за межі винаходу. щ»

Claims

Формула винаходу ії; 1. Спосіб виготовлення стрічки з магнієвого сплаву, прийнятної для використання при виробництві листа з магнієвого сплаву за допомогою редукції при прокатці і термічної обробки, який відрізняється тим, що складається з етапів: (а) відливання магнієвого сплаву у вигляді стрічки, використовуючи установку для відливання з двома ГФ! валками; і (б) регулювання товщини і температури стрічки, яку виводять з-поміж валків на установці, досягаючи о мікроструктури стрічки, яка характеризується початковою фазою, що має форму, вибрану з деформованого дендриту, рівновісного дендриту і суміші деформованої і рівноосної дендритних форм. бо 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що регулювання на етапі (б) полягає у регулюванні відстані між валками для одержання стрічки, яка має товщину менше 10 мм.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що регулюванням одержують стрічку, яка має товщину не більше, ніж приблизно 7 мм.

4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що регулюванням одержують стрічку, яка має товщину менше, ніж бо приблизно 5 мм до приблизно 2,5 мм.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що регулюванням на етапі (б) досягають температури стрічки при виході з-поміж валків від приблизно 200 «С до приблизно 350 20.

б. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що регулюванням на етапі (б) досягають температури стрічки при виході з-поміж валків від приблизно 200 «С до приблизно 260 20.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що регулюванням на етапі (б) досягають температури стрічки при виході з-поміж валків від приблизно 200 «С до приблизно 220 2С і товщини від приблизно 4 мм до приблизно 5 мм, досягаючи мікроструктури стрічки, яка характеризується деформованою дендритною початковою фазою, по суті без рівноважної дендритної початкової фази.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що регулюванням на етапі (б) досягають 70 температури стрічки при виході з-поміж валків від приблизно 200 С до приблизно 245 2С і товщини менше, ніж приблизно 4 мм, завдяки чому стрічка має мікроструктуру, яка характеризується деформованою дендритною початковою фазою, по суті без рівноважної дендритної початкової фази.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що регулюванням на етапі (б) досягають температури стрічки при виході з-поміж валків щонайменше 230 2С і товщини від приблизно 4 мм до приблизно 5 75 мм, завдяки чому стрічка має мікроструктуру, яка значною мірою характеризується рівноважною дендритною початковою фазою.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що температура становить від приблизно 230 С до приблизно 240 26.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що регулюванням на етапі (б) досягають температури стрічки при виході з-поміж валків щонайменше 245 С і товщини менше, ніж приблизно 4 мм, завдяки чому стрічка має мікроструктуру, яка по суті характеризується рівноважною дендритною початковою фазою.

12. Спосіб за будь-яким з пп. 9-11, який відрізняється тим, що рівноважна дендритна початкова фаза характеризується зернами сфероїдальної форми. с 29 13. Спосіб за п. 7 або п. 8, який відрізняється тим, що деформована дендритна початкова фаза Ге) характеризується зернами, які, відображуючи ріст дендритів, мають подовжену сплющену форму, витягнуту в напрямку прокатки, по суті паралельно основним поверхням стрічки.

14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що стрічку піддають гомогенізуючій термічній обробці для досягнення рекристалізації до потрібного розміру зерен. ее,

15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що гомогенізуючу термічну обробку проводять при температурі Ге) від приблизно 330 С до 500 20.

16. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що гомогенізуючу термічну обробку проводять при температурі т від приблизно 400 С до 500 20. о

17. Спосіб за будь-яким з п. 14-16, який відрізняється тим, що стрічку подають від установки для відливання з двома валками у піч, в якій проводять гомогенізуючу термічну обробку, зводячи до мінімуму втрату теплової со енергії стрічки перед термічною обробкою.

18. Спосіб за будь-яким з пп. 14-16, який відрізняється тим, що стрічку утримують при проміжній температурі, яка є прийнятною для зменшення сегрегації під час переходу вторинної фази у твердий розчин « дю перед тим, як стрічку нагріють до гомогенізуючої температури. з

19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що проміжна температура становить від приблизно 340 С до с 360 26. :з» 20. Спосіб виготовлення листа з магнієвого сплаву, який відрізняється тим, що складається з етапів: (а) відливання магнієвого сплаву у вигляді стрічки, використовуючи установку для відливання з двома вапками; оо (б) регулювання товщини і температури стрічки, яка виходить з-поміж валків на установці, досягаючи мікроструктури стрічки, яка характеризується початковою фазою, що має форму, вибрану з деформованого о дендриту, рівноважного дендриту і суміші деформованої і рівноважної дендритних форм; їз (в) піддавання стрічки гомогенізуючій термічній обробці для досягнення повної або часткової рекристалізації мікроструктури до потрібних розмірів зерен; (2) (г) прокатки гомогенізованої стрічки для виготовлення листа з магнієвого сплаву потрібного розміру; і Ф (д) відпалювання листа, виготовленого на етапі (г).

21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що гомогенізуючу термічну обробку здійснюють при температурі і протягом періоду, достатніх для того, щоб по суті виключити сегрегацію деформованої дендритної початкової фази.

22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що стрічка по закінченні гомогенізуючої термічної обробки (Ф) характеризується мікроструктурою, яка складається по суті з дрібних зерен розміром від приблизно 10 нм до ГІ приблизно 15 нм в результаті рекристалізації деформованої дендритної мікроструктури.

23. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що стрічка по закінченні гомогенізуючої термічної обробки бо Характеризується мікроструктурою, яка складається з зерен розміром від приблизно 50 нм до приблизно 200. пл в результаті рекристалізації деформованої дендритної мікроструктури.

24. Спосіб за будь-яким з пп. 20-23, який відрізняється тим, що етап прокатки гомогенізованої стрічки має стадії завершальної холодної прокатки, після чого слідує відпалювальна термічна обробка.

25. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що етап прокатки має, перед завершальною холодною прокаткою, 65 стадію завершальної гарячої прокатки.

26. Спосіб за п. 25, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі, при якій гаряча прокатка викликає рекристалізацію мікроструктури.

27. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від 200 С до 500 20.

28. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від 350 С до 500 20.

29. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від 400 С до 500 20.

30. Спосіб за будь-яким з пп. 25-29, який відрізняється тим, що при завершальній гарячій прокатці досягають 70 зниження товщини від 20 95 до 25 95 за прохід.

31. Спосіб за будь-яким з пп. 24-30, який відрізняється тим, що при завершальній холодній прокатці досягають зниження товщини від 15 95 до 25 9о за прохід.

32. Спосіб за будь-яким з пп. 24-31, який відрізняється тим, що відпалювальну термічну обробку проводять при зворотному співвідношенні температура/час, яке складає приблизно 350 «С протягом менше, ніж приблизно 75 60 хвилин, або 420 «С протягом менше, ніж приблизно ЗО хвилин, що є прийнятним для досягнення рекристалізації мікроструктури.

33. Спосіб виготовлення листа магнієвого сплаву, який відрізняється тим, що складається з етапів: (ї) виготовлення стрічки з магнієвого сплаву способом за будь-яким з пунктів 2-13; (ї) піддавання стрічки гомогенізуючій термічній обробці для досягнення повної або часткової рекристалізації мікроструктури до потрібних розмірів зерен; (ії) прокатки гомогенізованої стрічки для виготовлення листа з магнієвого сплаву потрібного розміру; і (ім) відпалювання листа, виготовленого на етапі (ії).

34. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що гомогенізуючу термічну обробку здійснюють при температурі і протягом періоду, достатніх для того, щоб по суті виключити сегрегацію деформованої дендритної початкової с фази. о

35. Спосіб за п. 34, який відрізняється тим, що стрічка по закінченні гомогенізуючої термічної обробки характеризується мікроструктурою, яка складається по суті з дрібних зерен розміром від приблизно 10 м до приблизно 15 нм в результаті рекристалізації деформованої дендритної мікроструктури.

36. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що стрічка по закінченні гомогенізуючої термічної обробки характеризується мікроструктурою, яка складається з зерен розміром від приблизно 50 нм до приблизно 200 р «со в результаті рекристалізації деформованої дендритної мікроструктури.

37. Спосіб за будь-яким з пп. 33-36, який відрізняється тим, що етап прокатки гомогенізованої стрічки має З стадії завершальної холодної прокатки, після чого слідує відпалювальна термічна обробка. о

38. Спосіб за п. 37, який відрізняється тим, що етап прокатки має, перед завершальною холодною прокаткою, стадію завершальної гарячої прокатки. со

39. Спосіб за п. 38, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі, при якій гаряча прокатка викликає рекристалізацію мікроструктури.

40. Спосіб за п. 39, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від « 200 С до 500 20. -о то 41. Спосіб за п. 39, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від с 350 С до 500 20. :з» 42. Спосіб за п. 39, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від 400 С до 500 20.

43. Спосіб за будь-яким з пп. 38-42, який відрізняється тим, що при завершальній гарячій прокатці досягають Го! зниження товщини від 20 Фо до 25 95 за прохід.

44. Спосіб за будь-яким з пп. 37-43, який відрізняється тим, що при завершальній холодній прокатці о досягають зниження товщини від 15 95 до 25 9о за прохід. ї5» 45. Спосіб за будь-яким з пп. 37-44, який відрізняється тим, що відпалювальну термічну обробку проводять при зворотному співвідношенні температура/час, яке складає приблизно 350 «С протягом менше, ніж приблизно

Ме. бО хвилин, або 420 «С протягом менше, ніж приблизно 30 хвилин, що є прийнятним для досягнення ФО рекристалізації мікроструктури.

46. Спосіб виготовлення листа з магнієвого сплаву, який відрізняється тим, що складається з етапів: (ї) виготовлення стрічки з магнієвого сплаву способом за будь-яким з пунктів 15-19; (її піддавання стрічки гомогенізуючій термічній обробці до досягнення повної або часткової рекристалізації мікроструктури до потрібних розмірів зерен; Ф, (ії) прокатки гомогенізованої стрічки до одержання листа з магнієвого сплаву потрібного розміру; і ко (ім) відпалювання листа, виготовленого на етапі (ії).

47. Спосіб за п. 46, який відрізняється тим, що гомогенізуючу термічну обробку здійснюють при температурі і бо протягом періоду, достатніх для того, щоб по суті виключити сегрегацію деформованої дендритної початкової фази.

48. Спосіб за п. 47, який відрізняється тим, що стрічка по закінченні гомогенізуючої термічної обробки характеризується мікроструктурою, яка складається по суті з дрібних зерен розміром від приблизно 10 м до приблизно 15 нм в результаті рекристалізації деформованої дендритної мікроструктури. 65 49. Спосіб за п. 46, який відрізняється тим, що стрічка по закінченні гомогенізуючої термічної обробки характеризується мікроструктурою, яка складається з зерен розміром від приблизно 50 нм до приблизно 200 нм в результаті рекристалізації деформованої дендритної мікроструктури.

50. Спосіб за будь-яким з пп. 46-49, який відрізняється тим, що етап прокатки гомогенізованої стрічки має стадії завершальної холодної прокатки, після чого слідує відпалювальна термічна обробка.

51. Спосіб за п. 50, який відрізняється тим, що етап прокатки має, перед завершальною холодною прокаткою, стадію завершальної гарячої прокатки.

52. Спосіб за п. 51, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі, при якій гаряча прокатка викликає рекристалізацію мікроструктури.

53. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від 70200 С до 500 26.

54. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від 350 С до 500 20.

55. Спосіб за п. 52, який відрізняється тим, що завершальну гарячу прокатку здійснюють при температурі від 400 С до 500 20.

56. Спосіб за будь-яким з пп. 51-55, який відрізняється тим, що при завершальній гарячій прокатці досягають зниження товщини від 2095 до 2590 за прохід.

57. Спосіб за будь-яким з пп. 50-56, який відрізняється тим, що при завершальній холодній прокатці досягають зниження товщини від 1595 до 2595 за прохід.

58. Спосіб за будь-яким з пп. 50-57, який відрізняється тим, що відпалювальну термічну обробку проводять при зворотному співвідношенні температура/час, яке складає приблизно 350 «С протягом менше, ніж приблизно бО хвилин, або 420 «С протягом менше, ніж приблизно 30 хвилин, що є прийнятним для досягнення рекристалізації мікроструктури.

59. Стрічка з магнієвого сплаву, виготовлена способом за будь-яким з пп. 1-19.

60. Лист з магнієвого сплаву, виготовлений способом за будь-яким з пп. 20-58. с щі 6) Офіційний бюлетень "Промислова власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2007, М 15, 25.09.2007. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. (Се) (Се) « «в) г) -

с . и? (ее) («в) щ» б 50 42) Ф) іме) 60 б5