Введение
В данной работе поставлена цель увеличить прочностные и пластические характеристики сплава 1545 К (Al-4,7Mg-0,21Sc) за счет различных видов деформации и различных видов термообработки.
Сплавы типа 1545 К
Высокие механические, технологические и эксплуатационные характеристики полуфабрикатов из сплава 1545К обеспечиваются совместным легированием переходными металлами.
Добавки скандия, марганца, хрома и циркония приводят к формированию в деформированных полуфабрикатах развитой субзеренной структуры, появлению эффектов дисперсионного упрочнения за счет выделения дисперсных частиц алюминидов и структурного упрочнения, связанного с сохранением нерекристаллизованной структуры.
В последние годы в качестве добавки к деформируемым алюминиевым сплавам различных систем, в первую очередь магналиев, стал использоваться скандий. Как и другие переходные металлы, он образует пересыщенный алюминиевый твердый раствор при кристаллизации, который может распадаться при последующем нагреве выше 300⁰С. При этом, в отличие, например, от распада по марганцу, образуется очень дисперсные и когерентные матрице выделения стабильной фазы Al3Sc, которые сами по себе обеспечивают существенный прирост прочностных свойств. Скандий, несмотря на малое количество (0,2-0,3%), следует считать основным легирующим элементом, так как он может вносить очень значительный вклад в упрочнение, соизмеримый с вкладом, например, нескольких процентов магния.
Помимо упрочнения добавки переходных металлов часто улучшают технологичность сплавов за счет измельчения зерна. Особенно эффективны в этом отношении титан (отдельно и вместе бором) и цирконий. Добавки Zr, Cr, Mn и V повышают сопротивление различным видам коррозии. При этом следует обязательно учитывать, что положительное действие перечисленных добавок может быть достигнуто только при строгом соблюдении технологии. В противном случае их присутствие в сплаве может оказаться бесполезным и даже вредным. Например, если температуры расплава с этими добавками, вводимыми, как правило, из лигатуры, будет слишком низка, то в структуре слитков и отливок возможно образование грубых первичных алюминидов, снижающих механические свойства.
По сравнению с отдельным добавлением Sc или Zr, одновременное добавление Sc и Zr является более эффективным для улучшения структуры и свойств сплавов. Например, при одновременном добавлении небольшого количества Sc и Zr в Al-Mg сплавы можно получить более высокую прочность, в то время как пластичность остается на более высоком уровне. Кроме того, сплав Al-Mg-Sc-Zr можно рассматривать как универсальный потенциальный строительный материал для лучшей работоспособности, хорошее качество сварных соединений и коррозионная стойкость. Предел текучести Al-6.7,Mg-1.2,Sc-0.3Zr (в%) сплавов при комнатной температуре в диапозоне от 540 до 640 МПа. Предел пластичности при комнатной температуре составляет от 2 до 4%. Коррозионная стойкость Al-6, Mg-Sc-Zr лучше, чем у Al-6, Mg-Zr (лучшая защита от коррозии).
Сильное взаимодействие между Sc, Zr и атомов матрицы были также изучены. Исследования тепловых параметров не требуется.
Неэмперические исследования.
Давление и температура зависимость теплового расширения параметров Аль-
Mg-Sc (а), Al-Mg-Zr (б) и Al-Mg-Sc-Zr (с), соответственно.Изобар на 0, 10 и
30 ГПа представлены сплошными линиями сверху вниз.
Рис. 1. Давление и температурная зависимость теплоемкости при постоянном объеме для
Al-Mg-Sc (а), Al-Mg-Zr (б) и Al-Mg-Sc-Zr (с), соответственно. 30 ГПа
Рис. 2. Давление и температурная зависимость теплоемкости при постоянном давлении
Al-Mg-Sc (а), Al-Mg-Zr (б) и Al-Mg-Sc-Zr (с), соответственно.
Сверхпластические свойства и механизм сверхпластической деформации двух сплавов изучали с помощью оптического микроскопа, сканирующего электронного микроскопа и просвечивающего электронного микроскопа. Удлинение сплава Al-Mg-Mn-Sc-Zr больше, чем у Al-Mg-Mn при той же температуре и начальной скорости деформации. Кроме того, сплав Al-Mg-Mn-Sc-Zr характеризуется более высокой скоростью сверхпластической деформации.
Энергии активации этих двух сплавов, которые рассчитываются путем материального уравнения и метода линейной регрессии подходить к энергии диффузии границы зерна. Добавление Sc и Zr снижает энергию активации и улучшает сверхпластические свойства сплава Al-Mg-Mn.
Добавление Sc и Zr значительно уточняет структуру зерна. Основным механизмом сверхпластической деформации двух сплавов – скольжение границ зерен. Мелкозернистая структура и высокую плотность границ зерен. Зернограничная диффузия, движение дислокаций.
1 Введение
Многие исследования показали, что добавление
незначительных концентраций Sc или Sc с Zr может заметно повысить прочность Sc-Mg-Mn сплавов.Сплавы Al-Mg-Mn, содержащие небольшие концентрации Sc и Zr является наиболее лучшими материалами для авиационно-космической промышленности благодаря своей высокой
прочности, хорошей коррозионной стойкости, свариваемости и
сопротивлению усталости переломов.
Для того чтобы получить высокие скорости деформации и низкой
Температура сверхпластичности, способ получения
ультра-мелкозернистых материалов был недавно разработан
с помощью интенсивной пластической деформации (ИПД), такие как
накопительные связи рулон (АРБ), равный канал
углового прессования (РКУП). Целью настоящей работы является изучение влияния
из Sc и Zr на сверхпластичности Al-Mg-Mn сплава, поиск связи между
микроструктуры и механизма сверхпластической
деформацию.
Эксперимент
Химические составы двух исследованных
сплавов приведены в таблице 1.
Слитки сплава были приготовлены путем полунепрерывного литья, а затем
гомогенизированный, горячекатаный, холоднокатаный до 2,6 мм толщиной
листов подряд, и отжигают по стабилизации в
конца.
Метод
Были произведены калибровочные измерения на растяжение образца размером 10 mm X 6 mm X 2.6 mm. Испытания на растяжение проводились на Instron 8032 Servo (гидравлическая машина оборудована на три зоны печи при постоянной скорости траверсы). Испытания проводились на воздухе при температурах от 623 K и 813 K и при начальной скорости деформации около 1.67XS - I и 1,67 х 10-1 с-'.Точность температуры до 1 К. Образцы были проведены в течение 15 мин при температуре испытания для того, чтобы достигнуть тепловое равновесие. Как только образец потянулась к недостаточность, ее гасят в холодной воде быстро.
Микроструктуры образцов исследовались с помощью оптического микроскопа (0M).
На микрофотографии переломы наблюдаются при сканировании электронного микроскопа (SEM, SIMON 200). Тонкие пленки были подготовлены двойной струей полировки с раствором электролита, состоящего из 4%-ной хлорной кислоты и 96% абсолютного спирта при температуре ниже -20 ° C.