1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 7, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 7, стр. 616-621

Структура и механические свойства листового проката сплава Al2.5Ca2.5Mg, легированного скандием и цирконием

В. В. Дорошенко a, b, *, Е. А. Наумова a, А. А. Аксенов b, О. О. Щербакова c, А. С. Финогеев a

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

b Московский Политехнический Университет
107023 Москва, ул. Большая Семёновская, 38, Россия

c Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
119526 Москва, просп. Вернадского, 101, корп. 1, Россия

* E-mail: v.doroshenko@mail.ru

Поступила в редакцию 21.02.2023
После доработки 24.04.2023
Принята к публикации 29.04.2023

Аннотация

На примере базового сплава Al–2.5% Mg–1% Mn–0.4% Fe (мас. %) изучено влияние добавок кальция, скандия и циркония (в количествах около 2.5, 0.1 и 0.2% соответственно) на прочность листового проката. Объектом экспериментального изучения был сплав выбранного состава в виде слитков и полученных их них горячекатаных и холоднокатаных листов. С помощью микроструктурных исследований показано, что кальций связывает железо в компактные включения (предположительно фазы Al10CaFe2), что положительно сказывается на механических свойствах сплава, а также его технологической пластичности в процессе операции прокатки. Добавки циркония и скандия позволяют сформировать термически стабильные наночастицы фазы Al3(Zr, Sc)–L12, что благоприятно для сохранения в холоднокатаных листах частично нерекристаллизованной структуры при отжиге, как минимум, до 400°С. На примере сплава выбранного состава продемонстрирована принципиальная возможность получения из литых (негомогенизированных) слитков листового проката со свойствами термически упрочняемых сплавов типа AlSi1MgMn и AlZn4.5Mg1.5Mn без использования закалки.

Ключевые слова: алюминиево-магниевые сплавы, листовой прокат, фазовый состав, микроструктура, механические свойства

Список литературы

  1. Polmear I. Light alloys. From traditional alloys to nanocrystals. Elsevier, 2006. 416 p.

  2. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства сплавов. М.: Металлургия, 1979. 639 с.

  3. Хэтч Дж.Е. Алюминий. Свойства и физическое металловедение: Справоч. изд. М.: Металлургия, 1989. 425 с.

  4. Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. Промышленные алюминиевые сплавы: Справ. изд. М.: Металлургия, 1984. 528 с.

  5. Филатов Ю.А. Развитие представлений о легировании скандием сплавов Al–Mg // Технология легких сплавов. 2015. № 2. С. 19–22.

  6. Filatov Yu.A., Yelagin V.I., Zakharov V.V. New Al–Mg–Sc alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2000. V. 280. P. 97–101.

  7. Sawtell R., Jensen C. Mechanical properties and microstructures of Al–Mg–Sc alloys // Metall. Trans. A. 1990. V. 21A. P. 421–430.

  8. Филатов Ю.А. Алюминиевые сплавы системы Al–Mg–Sc для сварных и паяных конструкций // Технология легких сплавов. 2013. № 3. С. 36–42.

  9. Ocenasek V., Slamova M. Resistance to recrystallization due to Sc and Zr addition to Al–Mg alloys // Mater. Charact. 2001. V. 47. P. 157–162.

  10. Toropova L.S., Eskin D.G., Kharakterova M.L., Dobatkina T.V. Advanced Aluminum Alloys Containing Scandium: Structure and Properties. Gordon and Breach Science Publishers. 1998. 188 p.

  11. Belov N.A., Alabin A.N., Eskin D.G., Istomin-Kastrovskiy V.V. Optimization of Hardening of Al–Zr–Sc Casting Alloys // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 5890–5899.

  12. Поздняков А.В., Барков Р.Ю., Левченко В.С. Влияние Yb на фазовый состав и механические свойства сплавов Al–Mg–Mn–Zr–Sc и Al–Mg–Cr–Zr–Sc с низкой концентрацией скандия // ФММ. 2020. Т. 121. № 1. С. 93–98.

  13. Xu S.W., Oh-ishi K., Kamado S., Uchida F., Homma T., Hono K. High-strength extruded Mg–Al–Ca–Mn alloy // Scripta Mater. 2011. V. 65. P. 269–272.

  14. Kim W.J., Lee Y.G. High-strength Mg–Al–Ca alloy with ultrafine grain size sensitive to strain rate // Mater. Sci. Eng. A. 2011. V. 528. P. 2062–2066.

  15. Aljarrah M., Medraj M., Wang X., Essadiqi E., Muntasar A., Dénès G. Experimental investigation of the Mg–Al–Ca system // J. Alloys Compd. 2007. V. 436. P. 131–141.

  16. Белов Н.А., Наумова Е.А., Базлова Т.А., Алексеева Е.В. Структура, фазовый состав и упрочнение литейных алюминиевых сплавов системы Al–Ca–Mg–Sc // ФММ. 2016. Т. 117. № 2. С. 208.

  17. Belov N.A., Naumova E.A., Akopyan T.K., Doroshenko V.V. Phase diagram of Al–Ca–Mg–Si system and its application for the design of aluminum Alloys with high magnesium content // Met. 2017. V. 7. №. 10. P. 429.

  18. Белов Н.А., Наумова Е.А., Илюхин В.Д., Дорошенко В.В. Структура и механические свойства отливок сплава Al–6% Ca–1% Fe, полученных литьем под давлением // Цветные Металлы. 2017. № 3. С. 69–75.

  19. Волкова О.В., Дуб А.В., Ракоч А.Г., Гладкова А.А., Самошина М.Е. Склонность к питтинговой коррозии отливок из экспериментальных сплавов Al–6% Ca, Al–1% Fe, Al–6% Ca–1% Fe и промышленного сплава AK12M2 // Изв. ВУЗов. Цветная Металлургия. 2017. № 5. С. 75–81.

  20. Vlach M., Stulikova I., Smola B., Piesova J., Cisarova H., Danis S., Plasek J., Gemma R., Tanprayoon D., Neuber V. Effect of cold rolling on precipitation processes in Al–Mn–Sc–Zr alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 548. P. 27–32.

  21. Пугачева Н.Б., Вичужанин Д.И., Калашников С.Т., Иванов А.В., Смирнов С.В., Фролова Н.Ю. Исследование процессов возврата в деформационно-упрочненном сплаве Al–Mg–Mn–Fe–Si // ФММ. 2016. Т. 117. № 9. С. 952–958.

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