Сверхпластичность высокопрочного алюминиевого сплава 7055

• Автор: Никулин, Илья Александрович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 95 с. : ил.

Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И ПЕРЕВОД В СП СОСТОЯНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

1.1. Требования к микроструктуре материала

1.2. Термомеханическая обработка

1.3. Интенсивная пластическая деформация

1.4. Постановка задачи исследования

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материал исследования и термическая обработка

2.2. Термомеханическая обработка

2.3. Равноканальное угловое прессование

2.4. Изотермическая прокатка

2.5. Механические испытания

2.6. Металлографические исследования
2.7. Электронномикроскопические исследования
2.8. Анализ микроструктуры методом дифракции отраженных электронов
2.9. Топографические исследования
Глава 3. МИКРОСТРУКТУРА И СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА 7055 ПОСЛЕ ТМО
3.1. Микроструктура после термомеханической обработки
3.2. Сверхпластические свойства после термомеханической обработки
3.3. Влияние СПД на микроструктуру сплава сформированную ТМО
3.4. Деформационное поведение сплава 7055 с микроструктурой сформированной ТМО
3.5. Порообразование и разрушение
Глава 4. МИКРОСТРУКТУРА И СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ
СПЛАВА 7055 ПОСЛЕ РКУ ПРЕССОВАНИЯ
4.1. Микроструктура сплава 7055 после РКУ прессования

4.2. Сверхпластические свойства сплава 7055 обработанного РКУ прессованием
4.3. Влияние СПД на микроструктуру сплава, сформированную РКУ
прессованием
4.4. Порообразование и разрушение сплава 7055 обработанного РКУ прессованием
4.5. Особенности СП поведения сплава 7055 обработанного методом РКУ прессования
Глава 5. МИКРОСТРУКТУРА И СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА 7055 ПОЛУЧЕННОГО РКУ ПРЕССОВАНИЕМ И ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПРОКАТКОЙ
5.1. Микроструктура, полученная РКУ прессованием с изотермической прокаткой
5.2. Сверхпластические свойства после РКУ прессования и изотермической прокатки
5.3. Эволюция микроструктуры в процессе отжига и сверхпластической деформации сплава 7055 подвергнутого РКУ прессованию с изотермической прокаткой
5.4. Порообразование и разрушение
5.5. Получение СП микроструктуры методом РКУ прессования с последующей изотермической прокаткой
5.6. Влияние обработки с применением сверхпластической деформации на механические свойства сплава 7055 с МК структурой сформированной РКУ прессованием и изотермической прокаткой
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. В настоящее время алюминиевые сплавы широко используются в промышленности. Например, в пассажирских самолетах алюминиевые сплавы составляют до 80% массы всех конструкций. Применение алюминиевых сплавов связано с их повышенной удельной прочностью по сравнению с традиционными высокопрочными материалами. Наиболее высокопрочными представителями алюминиевых сплавов являются термоупрочняемые сплавы системы А1-2п-М§-Си. Сплавы А1-2п-М§-Си, такие как 7075 и 7475, используются для изготовления, передних кромок крыла, внутренних перегородок и стенок дверей во многих пассажирских самолетах.
Традиционная для машиностроительных отраслей технология производства тонкостенных деталей сложного профиля основана на использовании методов листовой штамповки, механосборки. Она, как привило, характеризуется низким коэффициентом использования материала, требует сложного оборудования, большого количества комплектующих единиц и крепежных элементов. Указанные недостатки в значительной мере могут быть устранены при внедрении в производство процессов, использующих эффект сверхпластичности (СП) материалов. Реализация эффекта СП при обработке металлов давлением позволяет за одну операцию на серийном или специализированном оборудовании сравнительно небольшой мощности получать детали сложной формы, очень близкой к конечной, и соответственно, резко уменьшить трудоемкость и стоимость изготовления изделия, и повысить коэффициент использования материала.
В данной работе в качестве объекта исследования был выбран промышленный алюминиевый сплав 7055 системы А1-2п-М§-Си, который является сплавом нового поколения. В настоящее время сплав 7055 рассматривается в качестве замены сплава 7475 в конструкциях таких самолетов как Боинг 777 и Аэробус А340. Сплав 7055 существенно превосходит сплав 7475 по характеристикам прочности и усталости, при сохранении достаточно высокой вязкости разрушения и коррозионной стойкости. Между тем, низкая технологическая пластичность существенно ограничивает его широкое использование в производстве тонкостенных изделий. Этот недостаток в полной мере может быть устранен при использовании эффекта СП в операциях обработки давлением.
До настоящего времени СП сплава 7055 не исследовалась. К моменту начала данной работы имелись экспериментальные данные о получении СП листов из промышленного сплава 7475, и эффект СП этого сплава используется в операциях сверхпластической формовки (СПФ). Ранее СП была получена в экспериментальных листовых полуфабрикатах сплава В96ц, который относится к семейству сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu и является

При степенях деформации е>1,1 доминирующим становится ЗГП отдельных зерен (Рис. 3.7г). На данном этапе деформации основным процессом микроструктурной эволюции является рост зерен, а ЗГП отдельных зерен становится основным механизмом деформации (Рис. 3.8г). Совместно с этим в теле зерен происходит формирование новых малоугловых границ, что наглядно иллюстрирует ЕББО карта отснятая с образца деформированного при температуре 450°С (Рис. 3.9). Вновь образовавшиеся малоугловые границы трансформируются в высокоугловые границы с очень малой скоростью в результате того, что ЗГП вдоль этих малоугловых границ затруднено.
Стоит отметить, что на промежуточной стадии СПД (е<1), когда количество высокоугловых границ, необходимых для поддержания ЗГП, увеличивается, коэффициент скоростной чувствительности остается неизменным (Рис. 3.5). При больших степенях деформации, когда наблюдается значительный рост зерен и формирование в теле зерен новых малоугловых границ, значения коэффициента скоростной чувствительности уменьшаются. Это может быть связано с уменьшением вклада ЗГП и увеличением вклада дислокационного скольжения в полную деформацию материала при степенях деформации более единицы.
шшшшшшшшшBoundary levels: 5.0615.0° 2.0й 24.00 pm = 80 steps IPF Map [001]
Рисунок 3.9. ЕББО карта сплава 7055 подвергнутого ТМО и деформированного при температуре 450°С со скоростью деформации 1,7x10'3 с'1 до степени деформации е~1,2.