1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 6, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 6, стр. 533-539

Структура и свойства листов сплавов Al–Zn–Mg–Cu–Zr–Y(Er), легированных марганцем

М. В. Главатских a, *, Р. Ю. Барков a, М. Г. Хомутов a, А. В. Поздняков a

a НИТУ “МИСиС”
119049 Москва, Ленинский просп., 4, Россия

* E-mail: glavatskikh@edu.misis.ru

Поступила в редакцию 20.09.2022
После доработки 24.03.2023
Принята к публикации 03.04.2023

Аннотация

Исследована структура и свойства прокатанных сплавов Al–Zn–Mg–Cu–Zr–Y(Er), легированных марганцем и модифицированных титаном. По результатам испытаний на растяжение в деформированном и отожженном при 120–150°С в течение одного часа состоянии сплавы AlZnMgCuMnTi и AlZnMgCuMnTiEr имеют высокий предел текучести 417–456 МПа при небольшом относительном удлинении 2–5.2%. Наличие дополнительных диспресоидообразующих элементов иттрия и эрбия повышает плотность выделения частиц в процессе гомогенизационного отжига, повышая температуру начала рекристаллизации и твердость прокатанных сплавов. После одночасового отжига при 350°С структура сплава AlZnMgCuMnTi полностью рекристаллизована, в то время как в сплавах с иттрием и эрбием рекристаллизация только начинается. После закалки с 465°С и старения при 120°С исследуемые сплавы имеют предел текучести более 410 МПа, предел прочности более 520 МПа и относительное удлинение более 10%. Полученные свойства выше чем свойства плакированных листов высокопрочного термоупрочняемого сплава Al–Zn–Mg–Cu (В95А) и прутков сплавов AlZn4.5Mg1.5Mn и AlZnMg1.5Mn и находятся на уровне свойств прутков сплава Al–Zn–Mg–Cu (В95).

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, эрбий, иттрий, микроструктура, фазовый состав, старение, растяжение

Список литературы

  1. Gerchikova N.S., Fridlyander I.N., Zaitseva N.I., Kirkina N.N. Change in the structure and properties of Al−Zn−Mg alloys // Met. Sci. & Heat Treat. 1972. V. 14(3). P. 233–236.

  2. Золоторевский В.С. Микростроение и механические свойства литых алюминиевых сплавов / Дисс. док. техн. наук. М.: МИСиС, 1978.

  3. Zou Y., Wu X., Tang S., Zhu Q., Song H., Guo M., Cao L. Investigation on microstructure and mechanical properties of Al–Zn–Mg–Cu alloys with various Zn/Mg ratios // J. Mater. Sci. & Tech. 2021. V. 85. P. 106–117.

  4. Новиков И.И. Горячеломкость цветных металлов и сплавов. М.: Наука, 1966.

  5. Чеверикин В.В. Влияние эвтектикообразующих элементов на структуру и свойства высокопрочных сплавов системы Al–Zn–Mg / Дис. канд. техн. наук, М.: МИСиС, 2007.

  6. Pan Y., Zhang D., Liu H., Zhuang L., Zhang J. Precipitation hardening and intergranular corrosion behavior of novel Al–Mg–Zn(–Cu) alloys // J. All. & Comp. 2021. V. 853. P. 157199.

  7. ГОСТ 4784–2019. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки.

  8. ГОСТ 21631–76. Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. ТУ.

  9. Zolotorevskiy V.S., Pozdniakov A.V., Churyumov A.Yu. Search for Promising Compositions for Developing New Multiphase Casting Alloys Based on Al–Zn–Mg Matrix Using Thermodynamic Calculations and Mathematic Modeling // Phys. Met. Metall. 2014. V. 115. № 3. P. 286–294.

  10. Pozdniakov A.V., Zolotorevskiy V.S., Mamzurina O.I. Determining the hot cracking index of Al–Mg–Zn casting alloys calculated using the effective solidification range // Int. J. Cast Met. Res. 2015. V. 28. № 5. P. 318–321.

  11. Shurkin P.K., Akopyan T.K., Galkin S.P., Aleshchenko A.S. Effect of Radial Shear Rolling on the Structure and Mechanical Properties of a New-Generation High-Strength Aluminum Alloy Based on the Al–Zn–Mg–Ni–Fe System // Met. Sci. & Heat Treat. V. 60. P. 764–769.

  12. Ryum N. Precipitation and recrystallization in an Al–0.5 wt % Zr-alloy // Acta Metall. 1969. V. 17. P. 269–278.

  13. Nes E., Billdal H. The mechanism of discontinuous precipitation of the metastable Al3Zr phase from an Al–Zr solid solution // Acta Metall. 1977. V. 25. P. 1039–1046.

  14. Knipling K.E., Dunand D.C., Seidman D.N. Nucleation and Precipitation Strengthening in Dilute Al–Ti and Al–Zr Alloys // Metall. and Mater. Trans. A. 2007. V. 38. P. 2552–2563.

  15. Белов Н.А., Алабин А.Н., Прохоров А.Ю. Влияние добавки циркония на прочность и электросопротивление холоднокатаных алюминиевых листов // Изв. вузов. Цвет. Металл. 2009. № 4. С. 42–47.

  16. Белов Н.А., Алабин А.Н., Прохоров А.Ю. Влияние отжига на электросопротивление и механические свойства холоднодеформированного сплава Al–0.6% (мас.) Zr // Цвет. Мет. 2009. № 10. С. 65–68.

  17. Souza P.H.L., de Oliveira C.A.S., do Vale Quaresma J.M. Precipitation hardening in dilute Al–Zr alloys // J. Mater. Res. and Tech. 2018. V. 7. P. 66–72.

  18. Zakharov V.V., Fisenko I.A. Effect of Homogenization on the Structure and Properties of Alloy of the Al–Zn–Mg–Sc–Zr System // Met. Sci. & Heat Treat. 2018. V. 60. P. 354–359.

  19. Mikhaylovskaya A.V., Kotov A.D., Pozdniakov A.V., Portnoy V.K. A high-strength aluminium-based alloy with advanced superplasticity // J. All. Comp. 2014. V. 599. P. 139–144.

  20. Kotov A.D., Mikhaylovskaya A.V., Borisov A.A., Yakovtseva O.A., Portnoy V.K. High-strain-rate superplasticity of the Al–Zn–Mg–Cu alloys with Fe and Ni additions // Phys. Met. Metall. 2017. V. 118. P. 913–921.

  21. Kotov A.D., Mikhaylovskaya A.V., Portnoy V.K. Effect of the solid-solution composition on the superplasticity characteristics of Al–Zn–Mg–Cu–Ni–Zr Alloys // Phys. Met. Metall. 2014. V. 115. P. 730–735.

  22. Petrova A.N., Brodova I.G., Razorenov S.V., Shorokhov E.V., Akopyan T.K. Mechanical Properties of the Al–Zn–Mg–Fe–Ni Alloy of Eutectic Type at Different Strain Rates // Phys. Met. Metall. 2019. V. 120. P. 1221–1227.

  23. Brodova I.G., Shirinkina I.G., Rasposienko D.Yu., Akopyan T.K. Structural Evolution in the Quenched Al–Zn–Mg–Fe–Ni Alloy during Severe Plastic Deformation and Annealing // Phys. Met. Metall. 2020. V. 121. P. 899–905.

  24. Shirinkina I.G., Brodova I.G. Annealing-Induced Structural–Phase Transformations in an Al–Zn–Mg–Fe–Ni Alloy after High Pressure Torsion // Phys. Met. Metall. 2020. V. 121. P. 344–351.

  25. Pozdniakov A.V., Barkov R.Y. Microstructure and materials characterisation of the novel Al–Cu–Y alloy // Mater. Sci. Tech. 2018. V. 34. №12. P. 1489–1496.

  26. Amer S.M., Barkov R.Y., Yakovtseva O.A., Pozdniakov A.V. Comparative Analysis of Structure and Properties of Quasibinary Al–6.5Cu–2.3Y and Al–6Cu–4.05Er Alloys // Phys. Met. Metall. 2020. V. 121. № 5. P. 476–482.

  27. Pozdnyakov A.V., Barkov R.Yu., Sarsenbaev Zh., Amer S.M. and Prosviryakov A.S. Evolution of Microstructure and Mechanical Properties of a New Al–Cu–Er Wrought Alloy // Phys. Met. Metall. 2019. V. 120. № 6. P. 614–619.

  28. Pozdniakov A.V., Barkov R.Yu, Amer S.M., Levchenko V.S., Kotov A.D., Mikhaylovskaya A.V. Microstructure, mechanical properties and superplasticity of the Al–Cu–Y–Zr alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 758. P. 28–35.

  29. Amer S.M., Barkov R.Yu., Yakovtseva O.A., Loginova I.S., Pozdniakov A.V. Effect of Zr on microstructure and mechanical properties of the Al–Cu–Er alloy //Mater. Sci. Tech. 2020. V. 36. № 4. P. 453–459.

  30. Amer S.M., Mikhaylovskaya A.V., Barkov R.Yu., Kotov A.D., Mochugovskiy A.G., Yakovtseva O.A., Glavatskikh M.V., Loginova I.S., Medvedeva S.V., Pozdniakov A.V. Effect of Homogenization Treatment Regime on Microstructure, Recrystallization Behavior, Mechanical Properties, and Superplasticity of Al–Cu–Er–Zr Alloy // JOM. 2021. V. 73. № 10. P. 3092–3101.

  31. Amer S.M., Barkov R.Yu., Pozdniakov A.V. Effect of Mn on the Phase Composition and Properties of Al–Cu–Y–Zr Alloy // Phys. Met. Metall. 2020. V. 121. № 12. P. 1227–1232.

  32. Amer S., Yakovtseva O., Loginova I., Medvedeva S., Prosviryakov Al., Bazlov A., Barkov R., Pozdniakov A. The Phase Composition and Mechanical Properties of the Novel Precipitation-Strengthening Al–Cu–Er–Mn–Zr Alloy // Appl. Sci. 2020. V. 10. P. 5345.

  33. Amer S.M., Barkov R.Y., Prosviryakov A.S., Pozdniakov A.V. Structure and properties of new heat-resistant cast alloys based on the Al–Cu–Y and Al–Cu–Er systems // Phys. Met. Metall. 2021. V. 122. P. 908–914.

  34. Amer S.M., Barkov R.Y., Prosviryakov A.S., Pozdniakov A.V. Structure and properties of new wrought Al–Cu–Y and Al–Cu–Er based alloys // Phys. Met. Metall. 2021. V. 122. P. 915–922.

  35. Glavatskikh M.V., Barkov R.Yu., Khomutov M.G., Pozdniakov A.V. The Effects of Yttrium and Erbium on the Phase Composition and Aging of the Al–Zn–Mg–Cu–Zr Alloy with a High Copper Content // Phys. Met. Metall. 2022. V. 123. P. 617–623.

  36. ГОСТ 21488–97. Прутки прессованные из алюминиевых сплавов. ТУ.

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