Анализ изменения показателей сверхпластичности магналиев при легировании их переходными металлами

       Сплавы системы Al-Mg, обладая хорошей прочностью, повышенной пластичностью и высокой коррозионной стойкостью,  являются одними из наиболее перспективных и недорогостоящих конструкционных материалов. На сегодняшний день промышленные магналии проявляют сверхпластичность при малых скоростях, не выше 10^-3 с^-1, также их производство является довольно энергоемким (требуются дополнительные отжиги листов, значительные степени холодной деформации, противодавление при формовке). Требуются сплавы со скоростями сверхпластичности порядка 10^-2с^-1, что приведет к существенному увеличению производительности методом формовки.

       Для исследования выбрали 4 сплава системы Al-Mg с содержанием Mg менее 5% и добавками Mn, Cr, Ni, Fe, Zr, Sc и Ce. Слитки гомогенизировали, подвергали горячей и холодной прокатке. Рекристаллизационный отжиг, имитирующий микроструктуру сплавов в начальный момент сверхпластической деформации проводили при температуре 0,97Тпл в течение 20 минут. Микроструктура в листах толщиной 1 мм представлена на рисунке 1. 

Рисунок 1 - Микроструктура исследумеых сплавов а) – 1; б) – 2; в) – 3; г) – 4 в листах  толщиной 1 мм

 

       В сплаве «4» относящемуся к системе Al-Mg-Ni-Fe-Zr-Sc структура нерекристаллизованная. Средний размер зерна в полученных листах приведен в таблице 1. 

Таблица 1 - Средний размер зерна в листах толщиной 1 мм

Средний размер зерна, мкм	Листы сплавов
	1	2	3	4
	9,5±0,5	7,9±0,3	7,27±0,3	нерекристаллизованная

 

Из всех полученных листов были подготовлены образцы и проведены испытания для определения показателей сверхпластичности. Испытания проводились при температурах 480 ⁰С, 500 ⁰С и 540 ⁰С, при скорости деформации 0,01 с^-1. Результаты испытаний показаны на рисунках 2 – 4.

Рисунок 2 - Зависимость напряжения течения от деформации исследуемых сплавов при постоянной скорости деформации 0,01 с^-1 при 500^оС

Рисунок 3 – Зависимость напряжения течения от деформации исследуемых сплавов при постоянной скорости деформации 0,01 с^-1 при 520^оС

Рисунок 4 – Зависимость напряжения течения от деформации исследуемых сплавов при постоянной скорости деформации 0,01 с^-1 при 540^оС

       Максимальное удлинение (525 %) достигается при температуре 540^оС в сплаве «4» системы Al-Mg-Ni-Fe-Zr-Sc.

       Таким образом исследовано совместное влияние эвтектикообразующих и дисперсоидообразующих элементов на зеренную структуру и показатели сверхпластичности магналиев. Лучшими показателями обладает сплав системы Al-Mg-Ni-Fe-Zr-Sc, имеющий практически нерекристаллизованную структуру.

       Научный руководитель - к.т.н., доц. Михайловская А.В.