Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние переходных металлов на микроструктуру и показатели сверхпластичности сплавов на основе системы Al-Mg-Si

ФИО: Мякишев Н. И.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к. т. н. Михайловская Анастасия Владимировна

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Металловедения цветных металлов

Академическая группа: МТР-12-1

Для изготовления особо ответственных деталей для авиа- и космической промышленностей необходимы сплавы, детали из которых можно было бы получать сверхпластической формовкой. Высокие показатели сверхпластичности у сплавов на основе алюминия обеспечиваются наличием микрозерненной (МЗ) структуры. Основной принцип формирования МЗ структуры в алюминиевых сплавах основана на возможности переходных металлов образовывать с алюминием аномально пересыщенный твердый раствор, в процессе распада которого при последующей термической и деформационной обработке формируются дисперсоиды фаз алюминия с переходными металлами с размером около (20–30) нм, препятствующие миграции межзеренных границ, и как следствие росту зерен при высокотемпературном отжиге и во время сверхпластической деформации. Другой принцип формирования МЗ структуры в алюминиевых сплавах базируется на обеспечении в их структуре наличия достаточно большого количества частиц с размером около 1 мкм. После пластической деформации создаются условия, при которых рост новых зерен во время рекристаллизационного отжига происходит преимущественно из областей, окружающих такие частицы. Чем больше частиц в сплаве, тем больше зарождается зерен, и тем меньше их размер после рекристаллизаци.

Целью работы является обеспечение сверхпластичности при повышенных температурах в сплавах системы Al-Mg-Si путем оптимизации состава и технологии термической и деформационной обработки.

Исследованы сплавы, расположенные на квазибинарном разрезе системы Al-Mg-Si и содержащие небольшие добавки переходных металлов: Mn, Cr и Zr. А также сплав 6013 (авиаль) и сплавы на его основе с небольшими добавками сурьмы, скандия и циркония.

Сплавы испытаны на растяжение с постоянной скоростью деформации при различных температурах. Установлено, что сплав с добавками Mn и Cr в отличие от сплава с Zr не проявляет себя как сверхпластичный материал (удлинение < 200 %) при всех температурах. Повышение температуры испытания влечет за собой снижение напряжения течения сплава с добавкой Zr, однако при этом снижается и относительное удлинение. Увеличение степени холодной деформации несколько повышает напряжение течения, но положительно сказывается на показателях относительного удлинения.