Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка сверхпластичного сплава на основе системы Al – Mg – Si

ФИО
Мякишев Никита Игоревич
Электронная почта
94492037039nikita-mjakishev@yandex.ru
Номинация
Материаловедение
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра металловедения цветных металлов (МЦМ)
ФИО научного руководителя
к. т. н. Михайловская Анастасия Владимировна
Академическая группа
МТР-12-1
Наименование тезиса
Разработка сверхпластичного сплава на основе системы Al – Mg – Si
Тезис

Для изготовления ответственных деталей для авиа- и космической промышленности, в конструкции которых недопустимы сварные или паянные соединения, необходимы сплавы детали из которых можно получать методом сверхпластической формовки. Высокие показатели сверхпластичности у сплавов на основе алюминия обеспечиваются наличием микрозерненной (МЗ) структуры. Принцип формирования МЗ структуры основан на возможности переходных металлов (ПМ) образовывать с алюминием аномально пересыщенный твердый раствор, в процессе  распада которого при термической обработке формируются дисперсоиды фаз алюминия с ПМ, препятствующие миграции межзеренных границ и росту зерен во время сверхпластической деформации.

Целью работы является разработка сверхпластичного сплава на основе системы Al–Mg–Si.

Были исследованы сплавы системы Al–Mg–Si на базе АА6013 с добавками Fe и Ni, и ПМ: Sc, Zr.

Сплавы обрабатывались по технологиям, включающим гомогенизационный отжиг, горячую и холодную прокатку. Анализ микроструктуры показал, что в сплаве АА6013 с добавками Fe и Ni, образующаяся при кристаллизации эвтектика в процессе деформационной обработки дробится с образованием частиц размером порядка 1 мкм (см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Микроструктура сплава АA6013+Fe+Ni холодной прокатки (СЭМ)

Частицы эвтектического происхождения обеспечивают формирование более мелкого зерна в сплаве с Fe и Ni после рекристаллизации (9 мкм) в сравнение с промышленным сплавом АА6013 (12 мкм), однако, их присутствие мало сказывается на показателях сверхпластичности сплава, так как структура остается термически нестабильной. Введение Zr и Sc стабилизирует структуру и подавляет рекристаллизационные процессы в интервале температур сверхпластической деформации. По результатам испытаний сплавов на растяжение с постоянными скоростями деформации установлено, что введение добавок Fe и Ni в совокупности с Zr и Sc обеспечивает проявление в сплаве сверхпластичности; относительное удлинение достигает >500 % при температуре 500 oС и скорости деформации 3×10-3 с-1 (см. рисунок 2).

Рисунок 2 – Кривая растяжения сплава АА6013+Fe+Ni+Sc+Zr с разными скоростями деформации при температуре 500 ºС

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