Регистрация / Вход
Прислать материал

ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы: особенности структуры, физико-механические свойства

ФИО
Бобрук Елена Владимировна
Surname Name
Bobruk Elena
Организация
УГАТУ (Уфа), СПбГУ (СПб)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Название доклада
ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы: особенности структуры, физико-механические свойства
Project title
Ultrafine aluminum alloys features of the structure, physical and mechanical properties
Резюме
В работе представлены результаты развития методов обработки, включающих интенсивную пластическую деформацию (ИПД), применительно к алюминиевым сплавам.
Свойства термически упрочняемых и термически неупрочняемых алюминиевых сплавов, обработанных ИПД, представлены в зависимости от особенностей сформированной в них ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры (среднего размера зерна, сегрегаций и выделений частиц упрочняющих фаз и т.д.).
Оценена эффективность использования пост-деформационной обработки для повышения свойств алюминиевых сплавов c УМЗ структурой.
Показано, что формирование в алюминиевых сплавах регламентированной УМЗ структуры обеспечивает достижение в них высокой прочности, пластичности и электропроводности.
Ключевые слова
алюминиевые сплавы, наноструктура, интенсивная пластическая деформация, электропроводность, прочность
Тезисы

Ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы: особенности структуры, физико-механические свойства

Е. В. Бобрук1,2, М. Ю. Мурашкин1,2, Г.И. Рааб, Р. З. Валиев1,2

1Институт физики перспективных материалов Уфимского государственного

авиационного технического университета г. Уфа, Россия

2Лаборатория механики объемных наноматериалов, Санкт-Петербургский

государственный университет, г. Петергоф, г. Санкт-Петербург, Россия

В настоящее время отмечается значительный интерес к расширению области применения алюминиевых сплавов в машиностроении и электротехнике. Алюминиевые сплавы обладают привлекательным комплексом свойств, таких как высокая коррозийная стойкость, хорошая технологичность и достаточно высокая пластичность. Кроме  того, многие алюминиевые сплавы обладают повышенной электропроводностью и являются вторыми после меди промышленными проводниками, но существенно уступают ей в механической прочности. Недостаточная прочность значительно сужает область их применения в электротехнических изделиях, работающих в условиях высоких механических нагрузок. В этой связи поиск путей повышения комплекса механических свойств при сохранении высокой электропроводности алюминиевых сплавов  является важной научной задачей.

В данной работе мы показываем, что алюминиевые сплавы системы Al-Mg-Si в наноструктурном состоянии, полученном интенсивной пластической деформацией (ИПД) могут демонстрировать высокую электропроводимость, близкую к чистому алюминию, и при этом обладают повышенной прочностью.

Установлено, что формирование ультрамелкозернистой структуры в алюминиевых сплавах, используя такой метод ИПД как РКУП-Конформ, создает условия для достижения в нем высоких значений прочности (σв=285…320 Мпа) и электропроводности (57.5…55.6 % IACS). После РКУП-Конформ высокая прочность наноструктурных сплавов обусловлена формированием ультрамелкого зерна и выделением упрочняющей фазы. Электропроводящие свойства обусловлены распадом пересыщенного твердого раствора, приводящим к очищению зеренной структуры, где примеси собраны в отдельные фазы.

Такой уровень свойств в образцах УМЗ сплавов позволяет получать из них токопроводящие жилы в виде проволоки, предел прочности которой достигает 320-370 Мпа, а ее электропроводность оставляет 57.5…56% IACS.

Из полученных данных следует, что экспериментальные образцы проволоки, полученные из катанки, обработанной РКУП-Конформ, демонстрируют уровень физико-механических свойств гораздо выше, чем все типы проволоки (тип AL2-AL7), произведенные в промышленных условиях в соответствие с международным стандартом. Достигнутый в этих образцах проволоки уровень свойств обеспечивается формированием в них регламентированной наноструктуры, состоящей из вытянутых зерен с поперечным размером менее 100 нм и наноразмерных частиц вторичной фазы Mg2Si.

Результаты работ получены в рамках гранта Президента Российской Федерации № НШ-7996.2016.8 для поддержки ведущих научных школ.

Summary of the project
This work presents the results of development of processing techniques, including severe plastic deformation (SPD) in relation to aluminium alloys. Properties of heat-hardenable and non-heat-hardenable aluminium alloys are presented depending on the features of formed ultrafine-grained (UFG) structure (average grain size, segregations and precipitates of particles of strengthening phases, etc.). The efficiency of the use of post-deformation processing for improvement of the properties of aluminium alloys with UFG structure is evaluated. It is shown that the formation of regulated UFG structure in aluminium alloys provides the achievement of high strength, ductility and electrical conductivity.
Keywords
aluminum alloys, nanostructure, severe plastic deformation, electrical conductivity, strength