Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии производства нового поколения экономнолегированных высокопрочных наноструктурированных алюминиевых сплавов, производимых с использованием алюминия, получаемого по технологии электролиза с инертным анодом

Номер контракта: 14.578.21.0039

Руководитель: Белов Николай Александрович

Должность: Заместитель директора инжинирингового центра

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
экономнолегированные алюминиевые сплавы, инертный анод, литье, термообработка, деформационная обработка, микроструктура, фазовый состав, механические свойства, физико-химические свойства алюминия,

Цель проекта:
Разработка технологии производства нового вида материалов – высокопрочных (упрочняемых наночастицами, σв >500 МПа) экономнолегированных алюминиевых сплавов (от 0,5 до 1,5 % Fe) для применения в виде легких конструкционных изделий, изготовляемых из недорогих полуфабрикатов, получаемых с использованием алюминия, производимого по технологии электролиза с инертным анодом

Основные планируемые результаты проекта:
Провести качественный и количественный анализ фазового состава многокомпонентных систем на основе алюминия, прежде всего, в области составов, в которых можно получить значительный эффект термического упрочнения за счет вторичных наноразмерных фаз при концентрация железа не менее 0,5 %. По результатам анализа выбрать наиболее перспективные составы экономнолегированных алюминиевых сплавов (ЭЛАС).
Изучить особенности формирования структуры отливок и слитков наиболее перспективных ЭЛАС в зависимости от состава условий кристаллизации.
Разработать режимы термообработки применительно к высокопрочным литейным ЭЛАС.
Разработать режимы деформационно-термической обработки применительно к высокопрочным деформированным ЭЛАС сплавам.
Провести опытно-промышленное опробования разработанных высокопрочных ЭЛАС, в том числе с использованием алюминия, производимого по технологии электролиза с инертными анодами.
Провести патентование новых ЭЛАС и способов их получения.
Провести сравнительный анализ структуры и физико-механических свойств стандартных литейных и деформируемых алюминиевых полученных из алюминия марки А85 и алюминия, производимого по технологии электролиза с инертным анодом.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Высокопрочный ЭЛАС в виде фасонных отливок:
временное сопротивление при Т=20 °С не менее 500 МПа, Предел текучести при Т=20 °С не менее 450 МПа, относительное удлинение при Т=20 °С не менее 5 %, возможность свариваемости аргонодуговой сваркой с сохранением уровня прочностных свойств (от временного сопротивления) не менее 90 %, плотность не более 2,85 г/см3, температура солидуса не менее 560 °С.
2. Высокопрочный ЭЛАС в виде деформированных полуфабрикатов:
временное сопротивление при Т=20 °С не менее 600 МПа, предел текучести при Т=20 °С не менее 550 МПа, относительное удлинение при Т=20 °С не менее 5 %, возможность свариваемости аргонодуговой сваркой с сохранением уровня прочностных свойств (от временного сопротивления) не менее 80 %, плотность не более 2,85 г/см3, температура солидуса не менее 560 °С.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разработанные в ходе выполнения ПНИ новые высокопрочные ЭЛАС будут предназначаться для создания и последующего серийного производства конкурентоспособных на мировом рынке изделий в виде отливок и деформированных полуфабрикатов, предназначенных для широкого применения, включая автомобилестроение, авиастроение, судостроение, строительство, спортивном инвентаре и др. При этом разрабатываемые характеристики экспериментальных образцов обеспечат их конкурентоспособность с существующими отечественными и зарубежными аналогами, а полученные результаты и разработанные методы будут ориентированы на промышленные предприятия, занимающихся производством алюминиевых сплавов и изделий на их основе.

Текущие результаты проекта:
На основе расчетного и экспериментального изучения структуры и фазового состава алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Ni-Fe-Si-Zr разработан состав высокопрочного литейного ЭЛАС, содержащего более 0,5 %Fe.
2. Разработана технология получения фасонных отливок высокопрочного ЭЛАС, получаемого с использованием алюминия, производимого по технологии электролиза с инертным анодом.
3. Разработан режим термообработки отливок, включающий горячее изостатическое прессование, который позволяет достигнуть высоких механических свойств(σв>500 МПа, σ0,2>420 МПа, δ>5 %).
4. Подана заявка на патент на способ получения отливок высокопрочного ЭЛАС.
5. Частично проведен сравнительный анализ структуры и физико-механических свойств стандартных литейных и деформируемых алюминиевых полученных из алюминия марки А85 и алюминия, производимого по технологии электролиза с инертным анодом. Рекомендуется использовать последний для производства литейных сплавов типа АК12М2 и деформируемых сплавов типа 8176.