Формирование структуры и свойств литейных алюминиевых сплавов под влиянием деформационных и электроимпульсных воздействий

• Автор: Шабурова, Наталия Александровна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. Структура и свойства металлов и сплавов, подвергнутых внешним воздействиям в жидком и твердом состояниях.

1.1. Общие сведения об алюминиевых сплавах.

1.2. Влияние пластической деформации на распад пересыщенных твердых растворов в алюминиевых сплавах

1.3. Термодеформационные методы воздействия на сплавы

1.3.1. Низкотемпературная термомеханическая обработка.

1.3.2. Высокотемпературная термомеханическая обработка

1.4. Методы воздействия на расплавы

1.4.1 .Ультразвуковая обработка.

1.4.2. Температурновременная обработка.

1.4.3. Обработка низкочастотными колебания

1.4.4. Обработка наносскундными электромагнитными импульсами НЭМИ.
1.5. Постановка задачи и цели исследования.
Глава 2. Материал, оборудование и методики
исследования
2.1. Материал исследования и его обработка.
2.2. Установка для обработки расплавов.
2.3. Методики исследования структуры и свойств.
Глава 3. Влияние пластической деформации на структуру и
свойства литейных алюминиевых сплавов
3.1. Формирование структуры и свойств литейного алюминиевого сплава АМ5, подвергнутого термомеханической обработке.
3.1.1. Влияние пластической деформации на структуру и свойства сплава АМ5.
3.1.2. Влияние деформационной обработки на кинетику старения, свойства и характер разрушения высокопрочного литейного алюминиевого сплава АМ5.
3.2. Структура и свойства сложнолегированного литейного алюминиевого сплава ВАЛ , деформированного в широком интервале температурВО
3.3. Термомеханическая обработка литейного сплава АК7ч
3.3.1. Влияние деформации в широком интервале температур на структуру .и свойства литейного алюминиевого сплава АК7ч
3.3.2. Влияние термомеханической обработки на кинетику старения и свойства литейного алюминиевого сплава АК7ч.
3.3.3. Стабильность термомеханически упрочненного состояния при повышенных температурах старения сплава АК7ч.
Выводы.
Глава 4. Обработка расплавов алюминия и алюминиевых сплавов электромагнитными импульсами.
4.1. Обработка ЭМИ алюминия и модельных сплавов
на его основе
4.2. Влияние комбинированной обработки ЭМИ и ТМО на структуру и свойства сплавов А1 4 мас. Си, А1 6 мас. i
4.3. Гипотеза о механизме влияния ЭМИ на расплавы металлов и сплавов
Выводы.
Глава 5. Реализация результатов работы в промышленных условиях.
5.1. Термомеханическая обработка конусных литых деталей из сплава АК7чАЛ9 в промышленных условиях
5.2. Электроимпульсная обработка промышленного сплава АМ5
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Для каждого стареющего алюминиевого сплава имеются свои температурновременные области зонного и фазового старения. АпМ зонное старение переходит в фазовое при комнатной температуре. Сплавы систем А1СиМп, А1Си1л, Л1л при комнатной температуре практически не старятся для осуществления зонного старения им необходим подохрев 7. Поэтому термины естественное старение и искусственное старение следует употреблять только для обозначения условий старения без подогрева или с подогревом, а для характеристики структурного состояния и соответствующего ему комплекса свойств надо применять зонное старение и фазовое старение, коагуляция при старении. Следовательно, могут быть режимы естественного зонного старения и искусственного зонного старения, а также, соответственно, естественного фазового и искусственного фазового старения. Многочисленными исследованиями установлено что, пластическая деформация ускоряет процессы распада твердых растворов 8, а во многих случаях и вызывает распад. В некоторых сплавах, например в А1 и Си , пластическая деформация вызывает распад при низких температурах, при которых без деформации он не происходит. Последнее обстоятельство использовалось и для уточнения диаграмм состояния. Пластическая деформация способствует более быстрому приближению закаленных неравновесных сплавов к равновесному состоянию. При изучении влияния пластической деформации на кинетику распада С. Т. Конобеевский пришел к выводу, что деформация расстраивает кристаллическую решетку раствора и этим ускоряет диффузионные явления. В тонких пластинках, состоящих из слоев никеля и меди, он обнаружил, что коэффициент диффузии в деформированных областях может в сотни раз превосходить нормальный. С.Т. Конобеевский считает, что пластическая деформация действует сходно с повышением температуры облегчая условия передвижения атомов в решетке, она ускоряет образование первых центров кристаллизации, в дальнейшем обеспечивает их укрупнение. Этим определяют и положительные и отрицательные стороны деформирования технических сплавов. Влияние деформации на старение сплава А1Си подробно было изучено . Согласно , пластическая деформация ускоряет старение при комнатной и более высокой температурах ускорение распада определяется степенью деформации. Это явление происходит вначале в областях, имеющих наиболее сильные искажения. Механизм снятия искажений, вызванных деформацией, представляется подобным же образом т. Однако деформированная матрица создает меньшее сопротивление образованию новых кристаллитов. По существу в работах , ускоряющее влияние пластической деформации связывают с увеличением коэффициента диффузии. Р.Граф и А. Гинье изучали влияние деформации растяжением 4, волочением от до и деформации, возникающей при измельчении в порошок, на распад сплава алюминия с 4 Си. Они пришли к заключению, что очень сильная деформация может сразу привести к выделению стабильной фазы 0. По их данным, волочения вызывает появление 0фазы при 0 С через пять минут. При этом частицы стабильной фазы появляются раньше, чем метастабильной 0, в то время как зонная стадия старения вовсе не обнаруживается. В сплаве, измельченном в порошок напильником, фаза 0 так же появляется раньше, чем фаза 0 даже при более низких температурах отпуска и С. Последний эффект объясняется трудностью зарождения 0 фазы в сильно деформированном сплаве, ввиду искажения плоскостей матрицы, с которыми должны быть когерентно связаны зародыши этой фазы. В деформированном сплаве разупрочнение при отпуске наступает тем раньше, чем выше степень деформации. В дальнейшем эта работа была продолжена , на монокристаллах, подвергнутых прокатке не более чем на . При умеренных деформациях до зонная стадия старения в сплаве сохраняется, но развивается быстрее. Увеличивается количество зон Г. П., однако их дисперсность уменьшается. Более значительные деформации подавляют зонную стадию и способствуют выделению новой фазы. Проведенные исследования свидетельствуют, что в большинстве случаев пластическая деформация ускоряет распад. Однако действие деформации зависит от ее величины и способа, а также от структурного состояния сплава.