1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 5, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 5, стр. 434-442

Влияние низкотемпературной термомеханической обработки на малоцикловую усталость Al–Cu–Mg–Ag-сплава

М. Р. Газизов a, *, М. Ю. Газизова a, И. С. Зуйко a, Р. О. Кайбышев a

a Белгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ “БелГУ”)
308015 Белгород, ул. Победа, 85, Россия

* E-mail: gazizov@bsu.edu.ru

Поступила в редакцию 26.09.2022
После доработки 13.03.2023
Принята к публикации 15.03.2023

Аннотация

Исследовано механическое поведение при монотонном и циклическом нагружении Al–4.5Cu–0.56Mg–0.77Ag–0.42Mn–0.12Ti–0.05V–0.02Fe (в мас. %) сплава, подвергнутого низкотемпературной термомеханической обработке (НТМО), включающей обработку на твердый раствор, закалку в воду, одноосное растяжение со степенью пластической деформации 3% и старение при 190°С на максимальную прочность (обработка Т83 по классификации международной организации Aluminum Association). Исследуемый сплав после обработки Т83 демонстрирует минимальные прочностные свойства на растяжение по сравнению со свойствами, полученными после традиционного искусственного старения (обработка Т6) и НТМО, включающей прокатку с обжатием 40% (Т840). По сравнению с обработками Т6 и Т840 коэффициенты циклической прочности и циклического деформационного упрочнения в уравнении Рамберга–Осгуда имеют минимальные значения после обработки Т83. Для достижения высоких показателей усталостной долговечности целесообразно до минимальных величин уменьшить степень промежуточной пластической деформации, необходимой для правки листов после коробления при высокотемпературном нагреве под закалку.

Ключевые слова: Al–Cu–Mg–Ag-сплав, низкотемпературная термомеханическая обработка, микроструктура, механические свойства

Список литературы

  1. Polmear I.J., Pons G., Barbaux Y., Octor H., Sanchez C., Morton A.J., Borbidge W.E., Rogers S. After Concorde: Evaluation of creep resistant Al–Cu–Mg–Ag alloys // Mater. Sci. Technol. 1999. V. 15. P. 861–868.

  2. Gazizov M., Kaibyshev R. Low-cyclic fatigue behaviour of an Al–Cu–Mg–Ag alloy under T6 and T840 conditions // Mater. Sci. Technol. 2017. V. 33. P. 688–698.

  3. Газизов М.Р., Кайбышев Р.О. Кинетика и механизм разрушения при циклическом нагружении Al–Cu–Mg–Ag сплава //ФММ. 2016. Т. 117. № 7. С. 748–757.

  4. Gazizov M., Zuiko I., Kaibyshev R. Effect of cold plastic deformation prior to ageing on creep resistance of an Al–Cu–Mg–Ag alloy // Mater. Sci. Forum. 2014. V. 794–796. P. 278–283.

  5. Gazizov M., Kaibyshev R. Effect of pre-straining on the aging behavior and mechanical properties of an Al–Cu–Mg–Ag alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2015. V. 625. P. 119–130.

  6. Auld J.H. Structure of metastable precipitate in some Al–Cu–Mg–Ag alloys // Mater. Sci. Technol. 1986. V. 2. P. 784–787.

  7. Kerry S., Scott V.D. Structure and orientation relationship of precipitates formed in Al–Cu–Mg–Ag alloys // Met. Sci. 1984. V. 18. P. 289–294.

  8. Muddle B.C., Polmear I.J. The precipitation Ω phase in Al–Cu–Mg–Ag alloys // Acta Metall. 1989. V. 37. P. 777–789.

  9. Abis S., Mengucci P., Riontino G. A study of the high-temperature ageing of Al–Cu–Mg–Ag alloy 201 // Philos. Mag. 1993. V. B67. № 4. P. 465–484.

  10. Ringer S.P., Yeung W., Muddle B.C., Polmear I.J. Precipitate stability in Al–Cu–Mg–Ag alloys aged at high temperatures // Acta Metall. Mater. 1994. V. 42. P. 1715–1725.

  11. Wang S.C., Starink M.J. Precipitates and intermetallic phases in precipitation hardening Al–Cu–Mg–(Li) based alloys // Int. Mater. Rev. 2005. V. 50. P. 193–215.

  12. Зуйко И.С., Газизов М.Р., Кайбышев Р.О. Влияние термомеханической обработки на микроструктуру, фазовый состав и механические свойства сплава системы Al–Cu–Mn–Mg–Zr // ФММ. 2016. V. 117. № 9. С. 938–951.

  13. Garg A., Howe J.M. Convergent-beam electron diffraction analysis of the Ω phase in an Al–4.0Cu–0.5Mg–0.5Ag alloy // Acta Metall. Mater. 1999. V. 39. P. 1939–1946.

  14. Hutchinson C.R., Fan X., Pennycook S.J., Shiflet G.J. On the origin of the high coarsening resistance of Ω plates in Al–Cu–Mg–Ag alloys // Acta Mater. 2001. V. 49. P. 2827–2841.

  15. Knowles K.M., Stobbs W.M. The structure of {111} age-hardening precipitates in Al–Cu–Mg–Ag alloys // Acta Crystallogr. 1988. V. 44. P. 207–227.

  16. Kang S.J., Zuo J.-M., Han H.N., Kim M. Ab initio study of growth mechanism of omega precipitates in Al–Cu–Mg–Ag alloy and similar systems // J. Alloys Compd. 2018. V. 737. P. 207–212.

  17. Kang S.J., Kim Y.W., Kim M., Zuo J.M. Determination of interfacial atomic structure, misfits and energetics of Ω phase in Al–Cu–Mg–Ag alloy // Acta Mater. 2014. V. 81. P. 501–511.

  18. Gazizov M.R., Boev A.O., Marioara C.D., Holmestad R., Aksyonov D.A., Gazizova M.Yu., Kaibyshev R.O. Precipitate/matrix incompatibilities related to the {111}Al Ω plates in an Al–Cu–Mg–Ag alloy // Mater. Charact. 2021. V. 182. P. 111586.

  19. Fonda R.W., Cassada W.A., Shiflet G.J.J. Accommodation of the misfit strain surrounding {III} precipitates (Ω) in Al–Cu–Mg–(Ag) // Acta Metall. Mater. 1992. V. 40. P. 2539–2546.

  20. Gazizov M.R., Boev A.O., Marioara C.D., Holmestad R., Gazizova M.Y., Kaibyshev R.O. Edge interfaces of the Ω plates in a peak-aged Al–Cu–Mg–Ag alloy // Mater. Charact. 2022. V. 185. P. 111747.

  21. Gazizov M., Kaibyshev R. High cyclic fatigue performance of Al–Cu–Mg–Ag alloy under T6 and T840 conditions // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2017. V. 27. P. 1215–1223.

  22. Золоторевский В.С. Механические свойства металлов. М.: МИСИС, 1998. 400 с.

  23. Niesłony A., Dsoki C., Kaufmann H., Krug P. New method for evaluation of the Manson-Coffin-Basquin and Ramberg–Osgood equations with respect to compatibility // Int. J. Fatigue. 2008. V. 30. P. 1967–1977.

  24. Lapovok R., Loader C., Torre F.H.D., Semiatin S.L. Microstructure evolution and fatigue behavior of 2124 aluminum processed by ECAE with back pressure // Mater. Sci. Eng. 2006. V. A425. P. 36–46.

  25. Williams D.B., Carter B.C. Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science. Springer, New York, 2009. 775 p.

  26. Gazizov M.R., Belyakov A.N., Holmestad R., Gazizova M.Yu., Krasnikov V.S., Bezborodova P.A., Kaibyshev R.O. The deformation behavior of the {111}Al plates in an Al–Cu–Mg–Ag alloy // Acta Mater. 2023. V. 243. P. 118534.

  27. Gazizov M., Kaibyshev R., Precipitation structure and strengthening mechanisms in an Al–Cu–Mg–Ag alloy // Mater. Sci. Eng. 2017. V. A702. P. 29–40.

  28. Kamikawa N., Huang X., Tsuji N., Hansen N. Strengthening mechanisms in nanostructured high-purity aluminium deformed to high strain and annealed // Acta Mater. 2009. V. 57. P. 4198–4208.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика металлов и металловедение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал