Исследование и разработка режимов деформационно-термической обработки высокопрочного алюминиевого сплава 1901 с целью повышения свойств деформированных полуфабрикатов

• Автор: Мануйлова, Наталья Борисовна
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Введение
Глава 1. Высокопрочные алюминиевые сплавы, их общая характеристика, вопросы разрушения и виды упрочняющей обработки
1.1. Общая характеристика, строение, фазовый состав и принципы легирования высокопрочных алюминиевых сплавов системы Ап1

1.2. Особенности пластической деформации и разрушения алюминиевых сплавов.

1.3. Виды упрочняющей обработки алюминиевых сплавов

1.3.1. Металлургические методы.

1.3.2. Деформационные методы.

1.3.3. Термические методы

1.3.4. Комбинированные деформационнотермические методы упрочнения. Принципы деформационнотермической обработки

1.4. Выводы по обзору литературы.

Глава 2. Материал и методика исследований

2.1. Общая методика выполнения работы
2.2. Методика исследования механических свойств
2.3. Методика структурных исследований.
2.4. Методика исследования тонкой структуры
2.5. Методика расчета напряженнодеформированного и температурноскоростного состояния деформируемого материала методом конечных элементов .
Глава 3. Анализ и определение базовых физикомеханических и структурных параметров плит сплава серийного производства
3.1. Постановка задачи и методика исследования.
3.2. Определение базового уровня физикомеханических свойств
плит из сплава .
3.3. Оценка свойств сплава при различных температурах и скоростях деформации
3.4. Исследования микроструктуры плит после обработки по серийной технологии
3.5. Исследование структурных превращений в сплаве при пластической деформации.
3.6. Выводы по главе
Глава 4. Исследование влияния высокотемпературной деформационнотермической обработки на свойства и структуру плит из сплава
4.1. Постановка задачи и методика исследований
4.2. Исследование влияния параметров деформации на механические свойства плит из сплава .
4.3. Оценка влияния оптимальных режимов деформационно термической обработки на структуру плит сплава .
4.4. Выводы по главе.
Глава 5. Исследование влияния теплой деформации на свойства и структуру плит из сплава
5.1. Постановка задачи и методика исследований.
5.2. Разработка технологических параметров процесса обработки
5.3. Исследование свойств и структуры сплава после оптимальных режимов обработки
5.4. Исследование особенностей деформации и разрушения
сплава , подвергнутого деформационнотермической обработке
5.5. Выводы по главе.
Глава 6. Сравнительные исследования свойств сплава после высокотемпературной и теплой деформационнотермической обработки по оптимальным.режимам .
6.1. Постановка задачи и методика исследований
6.2. Обсуждение результатов.
. 6.3. Изучение напряженнодеформированного и температурноскоростного полей в процессе сжатия плоской заготовки
6.4. Выводы по главе
Глава 7. Опытнопромышленное опробование оптимальных режимов деформационнотермической обработки сплава
7.1. Выбор технологических процессов изготовления плоского
проката из сплава для опробования режимов ДТО.
7.2. Оценка эффективности применения деформационнотермической обработки
7.1. Выводы по главе
В ы воды по работе
Список литературы


Искусств, старение после прокатки Искусств, старение после прессования 3 3 3 3. Х Листы, плиты Закалка естеств. Б Профили Закалка с темп. С, искусств, старение при 0С или ступенчатое Закалка естеств. Старение 1 месяц 4. СБ Профили Закалка естеств. А1гп М1 Закалка искусств, старение 0С ч Закалка естеств. Аг Закалка естеств. Уиндур Листы Закалка с темп. С, старение 0С ч Закалка естеств. В настоящее время свариваемые сплавы системы АпМ5 применяются во многих ответственных конструкциях самых передовых отраслей техники. Таблица 1. МПа сто. Вопросам изучения механических, коррозионных свойств и структуры сплавов системы посвящено большое количество работ, как отечественных так и зарубежных исследователей. П.Я. Сальдау, М. И. Замоторин, Бочвар, Романо, Г. Г. Уразов, В. А. Ливанов, В. И. Елагин, С. М. Воронов, И. Н. Фридляндер, С. Н. Голубев, К. А. Жигалова, Е. В. Константинова, Киттинг, Е. Перриман, Томас и др. Вопросам свариваемости сплавов этой системы много внимания уделено в работах Н. Ф. Лашко и С. В. ЛашкоАвакян. И.Михеевой 3. В алюминиевом углу тройной диаграммы наряду с а твердым раствором могут существовать фазы р, Т, , v, Фаза р твердый раствор на основе двойного химического соединения . Фаза Т переменного состава, является твердым раствором на основе химического соединения I3. Н.Ф. Лашко и С. В. ЛашкоАвакян 4 указывают, однако, что фаза Т может быть представлена в виде 4. Она имеет сложную кубическую решетку со 2 атомами в элементарной ячейке, причем часть атомов алюминия в ней может быть замещена атомами цинка. П.Я. Сальдау считает, что наиболее приемлемой формулой для тройного соединения Т является 6 5. Фаза г твердый раствор на основе двойного химического соединения 2, имеющего гексагональную кристаллическую решетку. Фаза v двойное химическое соединение 5, также имеющего гексагональную кристаллическую решетку. Наличие в сплавах системы фазовых превращений в твердом состоянии делает возможным их упрочнение при помощи термической обработки закалки и последующего старения. Основными упрочняющими фазами в сплавах этой системы являются фазы Тир. Упрочнение за счет фаз Р и v практического значения не имеет. Г. Зибель и Г. Фосюоллер 6 а также И. Н.Фридляндер и Е. И.Кутайцева 7 показали, что сплавы максимальной прочности могут быть получены на разрезе Т, все другие разрезы дают более низкие прочностные характеристики, при этом эффект старения непрерывно возрастает в сплавах с постоянной суммой магния и цинка с увеличением содержания цинка. Подробный анализ влияния содержания цинка и магния на механические свойства сплавов, проведенный в работах 8, 9, позволяет заключить, что максимум прочности при меньшем суммарном содержании этих элементов может быть получен при соотношении цинка и магния, отвечающем присутствию фазы Т. Кроме цинка и магния в сплавы, как правило, вводится марганец и очень часто хром и цирконии. Влияние легирующих добавок марганца и хрома исследован ось в работах , . Цирконий в сочетании с марганцем повышает прочность сплавов и улучшает свариваемость . Титан является лучшим модификатором литой структуры, тем самым обеспечивая стабилизацию свойств даже в сильно деформированных полуфабрикатах и в сварных соединениях , . На рис. АпМд по содержанию основных легирующих элементов 2х и 1. На рис. Из приведенных выше данных следует, что наиболее прочным из числа существующих свариваемых сплавов является сплав , который в среднем содержит цинк и магний в сумме 8,5 от 7,5 до 9,3 при их соотношении 2, 2,1 оптимальном с точки зрения прочности и включает дополнительное легирование переходными элементами и модификаторами Мп, Сг, Т1 и Ъту обеспечивающими получение плотной мелкозернистой структуры, устойчивой против рекристаллизации. На рис. Видно, что температурная область гомогенного твердого раствора весьма широка 0 С, что позволяет проводить закалку в широком диапазоне температур, в частности для высоколегированных сплавов в диапазоне С. Это является чрезвычайно важным обстоятельством, расширяющим технологические возможности при термической и деформационной обработке сплавов.