Особенности структуры и механические свойства ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Si, обработанных методами интенсивной пластической деформации

• Автор: Бобрук, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Введение

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ С1ТЛАВОВ

1.1. Алюминиевые сплавы системы ЛIi и их назначение

1.2. Методы обработки, механические и функциональные свойства алюминиевых сплавов

1.3. Особенности ультрамелкозернистой структуры и механические свойства алюминиевых сплавов, полученных методами ИПД

1.3Л. Методы ИПД для формирования ультрамелкозернистой

структуры в алюминиевых сплавах

1.3.2. Особенности ультрамелкозернистой структуры алюминиевых сплавов.

1.3.3. Влияние ультрамелкозернистой структуры и термической обработки на механические свойства алюминиевых сплавов

1.4. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Выбор сплавов и их характеристики.
2.2. Методы и режимы получения ультрамелкозернистой структуры
в материалах исследования
2.3. Методы структурных исследований.
2.3.1. Метод оптической металлографии
2.3.2. Метод просвечивающей электронной микроскопии
2.3.3. Метод растровой электронной микроскопии.
2.3.4. Метод реитгеноструктурного анализа
2.3.5. Метод пространственной атомной томографии.
2.4. Методы определения механических свойств.
2.4.1. Метод определения твердости.
2.4.2. Определение характеристик прочности и пластичности при статическом нагружении
2.5. Методы определения электрических свойств
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЫ, СФОРМИРОВАННОЙ ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЕМ, НА МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА СИСТЕМЫ А1М
3.1. Особенности структуры сплава после обработки ИПДК
3.2. Стабильность структуры и дисперсионное твердение ультрамелкозернистого сплава
3.3. Механическое поведение ультрамелкозернистого сплава при
комнатной температуре.
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ А1М1 ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ РАВНОКАНАЛЬНЫМ УГЛОВЫМ ПРЕССОВАНИЕМ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ
4.1. Особенности формирования ультрамелкозернистой структуры и изменения механических свойств алюминиевого сплава
в процессе обработки РКУППК
4.1.1. Формирование ультрамелкозернистой структуры в алюминиевом сплаве в процессе обработки РКУППК.
4.1.2. Механические свойства ультрамелкозернистого сплава , обработанного методом РКУППК.
4.2. Влияние методов обработки РКУП и РКУППК на особенности структуры в сплаве АД.
4.2.1. Особенности ультрамелкозернистой структуры,
сформированной в алюминиевом сплаве после обработок РКУП
ПК и РКУП.
4.2.2. Механические свойства алюминиевого сплава АД, обработанного методами РКУП и РКУППК
4.3. Влияние термической обработки на ультрамслкозернистую структуру и механические свойства алюминиевых сплавов
системы i
4.3.1. Изменения структуры и механических свойств
ультрамелкозернистого сплава АДЗ1 после отжига
4.3.2. Изменения структуры и механических свойств
ультрамелкозернистого сплава АД после искусственного старения
4.4. Влияние холодной деформации и низкотемпературного отжига на уровень свойств ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов
4.5. Закономерности изменения механических свойств в зависимости от химического состава ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов системы А1М
4.6. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРОЧНОСТЬ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ АЛЮМИНИЕВЫХ
СПЛАВОВ СИСТЕМЫ АЫУ С УЛЬТРАМЕЖОЗЕРНИСТОЙ
СТРУКТУРОЙ
5.1. Параметры ультрамелкозернистой структуры, обеспечивающие высокую прочность и электропроводность алюминиевых сплавов системы А
5.2. Достижение повышенной прочности и электропроводности в УМЗ алюминиевых сплавах
5.2.1 Прочность и электропроводность сплава , обработанного
методом интенсивной пластической деформации кручением
5.2.2. Прочность и электропроводность сплава АД, обработанного с использованием метода РКУППК.
5.3. Получение образцов алюминиевой катанки с повышенными значениями прочности и электропроводности из сплава АДЗ 1
5.4. Выводы по главе
Общие выводы
Список литературы


Необычно высокий уровень прочности ов 5 МПа может быть реализован в алюминиевом сплаве системы i, подвергнутом интенсивной пластической деформации кручением по режиму, обеспечивающему формирование ультрамелкозернистого состояния со средним размером зерна 0 нм и наличие наноразмерных выделений частиц 3фазы МО. Формирование ультрамелкозернистой структуры в сплавах системы АУ в процессе интенсивной пластической деформации сопровождается деформационным динамическим старением, которое начинается уже при комнатной температуре. Вне зависимости от условий и методов интенсивной пластической деформации сплавы системы АУ в ультрамелкозернистом состоянии демонстрируют стабильность зеренного строения и прочности до температуры отжига 0С. В сплавах А1М с ультрамелкозернистой структурой, сформированной методами интенсивной пластической деформации, при последующем искусственном старении изменяется последовательность и кинетика распада твердого раствора по сравнению с их крупнозернистыми аналогами. Увеличение прочности и электропроводности сплавов и АДЗ1 возможно при использовании интенсивной пластической деформации в сочетании с термической обработкой. Такой подход обеспечивает формирование ультрамелкозернистого состояния с размером зерен 0. М1 стабильной модификации р образуются преимущественно в приграничных областях ультрамелких зерен, а метастабильной модификации Р и р в их объеме. Диссертационная работа выполнена в рамках государственного контракта . Бразилии гг. ФЦП Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на гг. Проекта Физика и ИПД технологии наноструктурирования металлов для достижения уникальных свойств гг. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Международном симпозиуме Объемные наноструктурные материалы г. Уфа, г. X Международной научнотехнической уральской школе металловедовмолодых ученых г. Екатеринбург, г. XIX Петербургских чтениях по проблемам прочности г. СанктПетербург, г. Х1П Международной конференции но обработке материалов Наноструктурные материалы и микроформовка г. Брешиа, Италия, г. Международной конференции Высокие давления . Фундаментальные и прикладные аспекты г. Судак, Украина, г. Открытой школеконференции стран СНГ Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы г. Уфа, г. Материаловедение и металлофизика легких сплавов г. Екатеринбург, г. Ш Международной научнотехнической конференции Авиадвигатели века, ЦИАМ, г. Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 4 научные статьи в рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ, 8 статей и тезисов в сборниках трудов конференций. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы из 7 наименований. Общий объем диссертации 6 страниц, в том числе рисунков и таблицы. Автор выражает глубокую благодарность к. Мурашкину МЛО. Раабу Г. И., Казыханову В. У., Кильмаметову А. Р. за участие в проведении некоторых экспериментов. ГЛАВА 1. В данной главе представлен обзор литературы о различных методах формирования ультрамелкозернистой УМЗ структуры в алюминиевых сплавах, кратко рассмотрены известные методы интенсивной пластической деформации, типичные УМЗ структуры и механические свойства, а также современные представления о механизмах пластической деформации в УМЗ материалах. I 1. Система i относится к классу деформируемых термически упрочняемых алюминиевых сплавов. Впервые М. Гейлер в году открыл явление упрочнения в системе i, связанное с выделениями упрочняющей фазы 2i. В России С. М. Вороновым на основе данной системы были разработаны сплавы марок АВ, АД, АДЗЗ и другие, которые широко применяются в строительстве, криогенной технике и электротехнике , . Типичные химические композиции сплавов представлены в таблице 1. Таблица 1. Марки и химический состав масс. АД 06 0. АДЕ 07 0. АДЗЗ 0. АД 03 0. АВ 02 0. В сплавах системы А1М основными легирующими элементами являются М и , и эффект термической обработки в них связан с образованием упрочняющей фазы 2i . Растворимость соединения М1 в алюминии ограничена, поэтому возможно получение пересыщенного твердого раствора, следовательно, возможна термическая обработка сплава.