Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние содержания цинка и магния на показатели сверхпластической деформации сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Ni

ФИО: Борисов А.А.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.т.н. Котов Антон Дмитриевич

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Металловедения цветных металлов

Академическая группа: МТМ-13

Возможность получать тонкостенные изделия сложного профиля с глубокой вытяжкой без использования большого количества соединений позволяет технология сверхпластической формовки. Для достижения данного эффекта необходимо, чтобы исходный лист имел размер зерна менее 10 мкм. Одним из способов получения мелкого зерна является использование одновременно крупных частиц (>1 мкм) для создания центров предпочтительного зарождения зёрен и мелких частиц (<0,3 мкм) для сдерживания роста зерен во время сверхпластической деформации. Исследованию частиц посвящено большое количество работ, в то время, как роль твёрдого раствора до конца остаётся неизученной.

Для изделий, к которым предъявляют высокие требования по прочностным характеристикам подходят высокопрочные сплавы на основе системы Al-Zn-Mg-Cu. Цель данной работы – исследование закономерности влияния состава твёрдого раствора на показатели сверхпластичности и поиска оптимальных составов сплавов для дальнейших исследований.

В ходе работы были исследованы сплавы системы Al-Zn-Mg-Cu-Ni-Zr, варьируемые по Zn и Mg. Сплавы получали литьём в медную водоохлаждаемую изложницу со скоростью охлаждения 15 К/с, далее следовал двухступенчатый гомогенизационный отжиг, горячая и холодная прокатка. Все сплавы были испытаны на растяжение до разрыва в режиме сверхпластической деформации с постоянной скоростью 1×10–2 с–1 и температуре 0,97Тпл. Базовым составом сплава был выбран сплав Al-3%Ni-0,8%Cu-0,3%Zr, не содержащий Zn и Mg.

В результате выполнения работы было показано, что увеличение легированности твердого раствора цинком и магнием приводит к улучшению показателей сверхпластичности: росту относительного удлинения и снижению напряжения течения, что обуславливается уменьшением среднего размера рекристаллизованных зерен. Наилучшими показателями сверхпластической деформации обладает сплав Al-4%Zn-4%Mg-0,8%Cu-3%Ni-0.3%Zr, имеющий величину относительного удлинения 550% и напряжение течения 9 МПа, при этом сплав, не содержащий цинка и магния, не сверхпластичен и величина относительного удлинения составляет 100%, а напряжение течения 8.5 МПа.