книги из ГПНТБ / Прессование алюминиевых сплавов. Математическое моделирование и оптимизация

Н и з к о л е г и р о в а н н ы е с п л а в ы АМд и А Д З І

Для двухфазного сплава АМд (системы А1—Mn) опытные кривые а—е по характеру сходны с кривыми ис­ пытаний алюминия при тех же температурах испытаний. По уровню значений а данный сплав примерно в 1,5 раза превосходит сопротивление деформации алюминия АД1, причем скоростное упрочнение АМд (табл. 10) также растет с повышением температуры. Основными упрочня­ ющими фазами в этом сплаве являются соединение А16Мп и метастабильная сг-фаза [2], а также примеси железа и кремния, которые существенно влияют на уро­ вень кривых а—е.

В области е=0,Зэ-0,5 опытные кривые по сплаву АМц имеют неярко выраженный максимум. В условиях статических испытаний а при е> 0,2 не зависит от вели­ чины деформации. Это характерно, для большинства алюминиевых сплавов, поэтому опытные данные, поме­ щенные в табл. 10—15, относятся к значениям со­

противления деформации испытанных сплавов при

8= 0,2.

Кривые испытаний трехфазного сплава АД31 (систе­

130

мы Al—Mg—Si) (рис. 24) в области е = 0,14-0,3 имеют максимум, затем сопротивление деформации не меняется или даже наблюдается снижение кривых.

Основной упрочняющей фазой в сплаве АД31 явля­ ется фаза Mg2Si; однако содержание легирующих эле-

Рис. 24. Кривые испытаний на пластометре сплава АД31:

/ _ 5=0,01 С - 1 ; 2 - 5= 1 с“ 1; 3 — £=10 с—1; 4 — 6=100 с- 1 ;

5_6 =200с ~1

ментов, особенно Mg, в этом сплаве еще недостаточно, чтобы влияние упрочняющих фаз было значительно. По­ этому сплав АД31 в диапазоне температур 350—450° С сильно разупрочняется и по уровню значений а уступа­ ет сплаву АМц.

Хотя скоростное упрочнение обоих сплавов примерно

нейшее повышение скорости приводит к росту величины сопротивления деформации сплава АД31.

С п л а в ы г р у п п ы АМг

В работе были исследованы сплавы АМгЗ, АМг5 и АМгб, в которых содержание магния, основного леги­ рующего элемента, меняется от 3,6 до 6,3%. Кривые ис­ пытаний сплавов этой группы (рис. 25) имеют ярко вы-

Рис. 25. Кривые испытаний на пластометре сплава АМгб:

1 — Е =0,01 с ” 1 ; 2 — Е=1 С — х ; 3 — Е=10 с—1 ; 4 — Е=100 с - 1 ; 3'4'— опытные кривые с учетом теплового эффекта

132

Так, в условиях статического нагружения у сплава АМгб величина о во всем исследованном температурном диапазоне ниже, чем у сплава Д16 (рис. 26). Однако при динамическом нагружении (100—200 с-1) кривые испы­ таний сплава АМгб проходят уже заметно выше, чем у сплава Д16, и приближаются по уровню к кривым высо­ копрочного сплава В95-4.

Следовательно, магний как основной легирующий элемент оказывает наибольшее влияние на скоростное упрочнение алюминиевых сплавов в условиях горячей деформации.

С ростом температуры испытаний скоростное упроч­ нение сплавов этой группы также растет и при «=450° С у сплава АМгб скоростной коэффициент достигает 3,07 (табл. 11).

Это наивысший показатель скоростного упрочнения среди всех испытанных алюминиевых сплавов.

С ростом скорости деформации у сплавов АМг пада­ ют пластические характеристики, что приводит к сниже­ нию .максимально допустимой скорости деформации (прессования).

С п л а в ы г р у п п ы д у р а л ю м и н о в

В работе были исследованы два наиболее распрост­ раненных сплава этой группы—Д1 и Д16; кривые испы­ таний сплава Д 16 представлены на рис. 26.

По характеру изменения а кривые у обоих сплавов сходны — имеется максимум в области е = 0 ,24-0,3, вы­ раженный, однако, менее ярко, чем у сплавов группы АМг. При скоростях деформации £= 10 с-1 и £=100 с-1 кривые лежат на одном уровне. Для сплава Д16 при £=100 с-1 характерно особенно заметное разупрочнение в области больших деформаций (при « = 2004- 4-350°С).

Кривые испытаний сплава Д16 в литом состоянии по характеру не отличаются от кривых горячепрессованно­ го сплава, однако проходят заметно ниже. Влияние ис­ ходного состояния тем заметнее, чем выше скорость де­ формации и температура испытания.

По уровню значений сопротивления деформации (табл. 12) сплав Д 16 превосходит ДІ, так как с ростом содержания магния в сплавах этой группы все больше образуется упрочняющая фаза S(AI2CuMg) [2], дейст-

134

135

Т а б л и ц а 12

Результаты испытаний сплавов Д16 и Д1 (горячепрессованное, отожженное состояние)

Сопротивление деформации в, М н/м-(кгс/мм2), при скороста деформаций 5, с

вие которой особенно заметно при высоких температу­ рах и скоростях деформации.

Скоростное упрочнение обоих сплавов сравнительно невелико и примерно одинаково (см. табл. 12). Однако, если у сплава Д16 при увеличении температуры испыта­ ний оно растет, то у сплава Д1 в диапазоне 350—450° С показатель kCKпочти не меняется.

С п л а в ы г р у п п ы AB и AK

Из сплавов этой группы в работе были испытаны сплавы ABB, САВ6, АК6 и АК.8; сплавы АВВ и АК6 (табл. 13) исследовались в температурном диапазоне 200—450° С.

Кривые испытаний сплавов по характеру сходны. Од­ нако у сплава САВ6 максимум на кривых смещен в об­ ласть больших деформаций (е=0,4-ь0,5). На рис. 27 приведены опытные кривые сплава АВВ.

Сплав САВ6 меньше других проявляет скоростное упрочнение, особенно в интервале 0,01—1 с-1, с ростом температуры испытаний kCK для сплава растет незначи­ тельно и остается меньше 2,0 (табл. 14).

136

Рис. 27. Кривые испытаний на пластометре сплава АВВ:

1— S =0,01 с- 1 ; 2 — і “ IC- 1 ; 3 - 5 =10 с- 1 ; 4 - 5 =100 с- 1 ; 5 - 5 =200 с- 1

137

138

Существенно зависит от температуры скоростное упрочнение сплава АК8: при « = 350° С показатель kCK= = 1,84, а при ы = 450°С он достигает 2,73.

При сравнении результатов испытаний сплавов АВВ и АК6 интересно отметить, что, хотя сплав АК6 легиро­ ван в большей степени (по Си — в пять раз), его сопро­ тивление деформации все же ниже, чем у сплава АВВ.

Следовательно, медь как основной легирующий эле­ мент с ростом скорости деформации не дает такого при­ роста а, к^кое наблюдается в сплавах группы АМг при увеличении содержания магния.

В сплаве АК8 в большем количестве, чем в АК6, со­ держится упрочняющая фаза 5(Al2CuMg), что и обу­ словливает его большую жаропрочность.

Рис. 28. Кривые испытаний на пластометре сплава B95:

/ — 5-0,01 с“ 1; 2 — 5 = 1с~ 3 — 5 -1 0 с—1 ; 4 5= 100 с—1 ; 5 — 5 = 200с—1

139