Способ обработки сплавов системы алюминий-медь-литий

Способ обработки сплавов системы алюминий-медь-литий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: получение изделий сложной Формы методом сверхпластической формовки. Способ включает: закалку горячего подката, гетерогенизационный отжиг при температурах 350- в течение 6-12 ч, горячую прокатку листа на конечный размер в интервале температур 350-(00°С, но не выше температуры гетерогенизационного отжига с выдержкой листов после окончательного прохода при температуре прокатки в течение 20-30 мин, и - сверхпластическую Формовку с предварительной выдержкой при температуре формовки с длительностью 5-15 мин. Способ обеспечивает высокую технологичность при прокатке и сравнительно высокие показатели сверхпластич -юсти: в сплавах ОЙ50 и относительное удлинение составляет , показатель скоростной чувствительности около 0,1. 2 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

coUNÿëèñòè÷åñêèx «д ) Я224А2 д 3

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Ж()ЩЗЩЯ

""ЧЕСИЦ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н IlATKHTY (21) 4939290/02 (22) 27.05.91 (46) 15.06.93. Бюл. Р 22 (71) Московский институт стали и сплавов (72) Л.Н.Сергеева, А.О.Никифоров, И.И.Новиков, В.С.Левченко, В.К.Портной и С.Л.Казакевич (73) Московский институт стали и.сплавов (56) Технология легких сплавов, 1905 г., >". 6, с. 5-9.

Технология легких сплавов, 1984 г., И 1, с. 5-0. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ СИСТЕМА

АЛЮМИНИЙ-МЕДЬ.-ЛИТИЙ (57) Использование: получение изделий сложной формы методом сверхпластической формовки. Способ включает: закалИзобретение относится к металлургии, преимущественно к способам термо-механической обработки деформируемых алюминиевых сплавов и предназначен для получения изделий сложной формы методом сверхпластической формовки (СПФ).

Для реализации метода СПФ необходимо получать листовые заготовки с регламентированной структурой, обеспечивающей проявление эФФекта сверхпластичности в определенном температурноскоростном интервале. Такая структура может быть полностью сформированной на этапе предварительной обработки (до начала СПФ) либо формироваться на начальных стадиях СПФ. ку горячего подката, гетерогениэационный отжиг при температурах 350400 С в течение 6-12 ч, горячую прокатку листа на конечный размер в интервале температур 350-400 С, но не выше температуры гетерогенизационного отжига с выдержкой листов после окончательного прохода при температуре прокатки B течение 20-30 мин, и . сверхпластическую формовку с предварительной выдержкой при температуре формовки с длительностью 5-15 мин.

Способ обеспечивает высокую .те.".нологичность при прокатке и сравнительно высокие показатели сверхпластич ости: в сплавах 01450 и 01451 относительное удлинение составляет 270-4101, показатель скоростной чувствительности около 0,4. 2 табл.

Известен способ получения сверхпластичных листов с ультрамелкоэернистой структурой из алюминиевых сплавов, включающий холодную прокатку с большой степенью лаформации и рекристаллиэационный отжиг. Однако, этот способ позволяет добиться желаемого эффекта лишь на ограниченной группе алюминиевых сплавов, к тому же холодная прокатка с большим обжатием приводит к значительному рас,трескиванию кромок листов.

Известен также способ получения мелкозернистых листов иэ алюминиевых сплавов, включаюций закалку горячего подката, гетерогенизационный отжиг, как правило, в интервале температур

1622"42

300-400 С, холодную или теплую прокатку литов на конечный размер и рекристаллиэационный отжиг этих листов с высокой скоростью нагрева (обычно в расплаве солей). Полученные таким образом листы с мелкозернистой структурой затем подвергают СПФ. Этот способ принят нами за прототип. Недостатками данного способа являются, во- 10 первых, сравнительно большое количество технологических операций и осо" бенно наличие технологически сложно выполнимой операции - отжига в рас" плаве солей, во-вторых, недостаточно высокая технологическая пластичность, проявляемая сплавами при низкотемпературной прокатке, приводящая к растрескиванию кромок листов и к снижению выхода годного, а, в-третьих, тот о факт, что на ряде деформируемых алюминиевых сплавов, в силу специфики их структуры, данный способ не позволяет. получить высоких показателей сверхпластичности. Последнее обстоятельст- Р5 во, в частности, имеет место для сплавов системы алюминий-медь-литий.

Целями предлагаемого технического решения являются: сокращение числа технологических операций эа счет ис- 30 ключения наиболее сложной - отжига в расплаве солей, повышение технологической пластичности сплавов при прокатке за счет повышения ее температуры до 350-400 С и повышение показателей сверхпластичности сплавов 0ри формовке.

Для достижения поставленных целей предлагается способ обработки сплавов системы алюминий-медь-литий, включающий: закалку горячего подката, гетерогениэационный отжиг при температурах 350-400 С в течение 6-12 ч, прокатку листов на конечный размер в интервале температур от 350 до 400 С, но не выше температуры гетерогенизационного отжига, с выдержкой листов после окончательного прохода при температуре прокатки в течение 20-30 мин и сверхпластическую формовку с пред варительной выдержкой при температу- 50 ре формовки длительностью 5-15 мин.

Сочетание указанных операций nosволяет добиться формирования на начальных стадиях СПФ стабильной ультрамелкозернистой структуры, обеспечи- 55 вающей получение высоких показателей сверхпластичности. При этом вся тех» нологическая цепочка от горячего подката до готового изделия включает четыре операции, отсутствуют технологически сложные процедуры. Вылержки листов после горячей прокатки и перед

СПФ осуществляются в тех же нагревательных устройствах, что и сами эти операции, не требуют- перемещения заготовок на другое-оборудование и, следовательно, с точки зрения трудоемкости, не являются самостоятельными технологическими операциями.

Предлагаемый способ можно проиллюстрировать следующими примерами.

Сопоставление предложенного и известного способов проводили на двух алюминиевых сплавах: 01450, содержащем 3,04 Си; 1,92ь Li; 0,131 Zr u примесь - О, 12 Fe, а также 01451, содержащем 2,42Ф Си, 1,543 Li, 0,173

Zr и примесь - 0,063 Fe. Для термообработки и прокатки испольэовали стандартное лабораторное оборудование. Для оценки показателей сверхпластичности использовали испытание на рдноосное растяжение íà универсальной испытательной машине 1231У-10 в широком температурно-скоростном интервале. .Ниже приведены примеры реализации известного и предложенного способов и показатели сверхпластичности листов, полученные в оптимальных для каждого сплава температурно-скоростных условиях сверхпластической деформации (СПД):

Пример l (прототип). ЗакалО ка горячего подката с 540 С, гетерогенизационный отжиг при 350 С в течение 12 ч, холодная прокатка на 803 рекристаллизация в селитре при 475 С в течение 10 мин, СПД прм 480 С. Всего: 5 операций.

Технологичность при прокатке

01450 - очень сильное растрескивание листа, выход годного 253, 01451 значительное растрескивание, выход годного 603.

Пример 2. Закалка горячего подката с 540OС, гетерогеииэационный отжиг при 350 С в течение 12 ч, прокатка иа 803 при 350 С с последующей выдержкой в печи при температуре прокатки в течение 30 мин, нагрев до

480 С, выдержка при этой температуре

5 мин и последующая СПД. Всего: 4 ойерации.

Таблица 1

Показатели сверхпластичности листов при 480 С и скорости деформации Я = 3 -1О с

Относительное

Сплав удлинение, ь

Напряжение течения, ИПа

Показатель скоростной чувствительности

0,28

0,25

01451

180

5 18

Технологичность при прокатке: растрескивание отсутствует, выход годного 1004.

Показатели сверхпластичности см. в табл. 2.

Пример 3. Закалка горячего подката с 540 С, гетерогвнизационный отжиг при 375 С в те ение 9 ч, про. катка на 804 при 375 С с последующей выдержкой в печи при температуре прокатки в течение 25 мин, нагрев до

480 С, выдержка при этой температуре

10 мин и последующая СПЛ. Всего 4 операции.

Технологичность при прокатке: растрескивание отсутствует, выход годного 1004.

Показатели сверхпластичности см. в табл. 2.

Пример 4. Закалка горячего подката с 540 С, гетерогениэационный отжиг при 400 С в течение 6 ч, прокатка на 804 при 400 С с последующей выдержкой в печи при температуре прокатки в течение 20 мин, нагрев до

480 С, выдержка при этой температуре .

15 мин и последующая СПД. Всего: 4 операции.

Технологическая пластичность: растрескивание отсутствует, выход годного 1004.

Показатели сверхпластичности см. в табл. 2.

Таким образом, как следует иэ данных табл. 1 и 2, применение предла22442 6 гаемого способа взамен известного позволяет сократить число технологи- ческих операций с 5 до 4, резко повысить технологичность при прокатке, а также повысить показатели сверхпластичности: относительное удлинение примерно в 1,6 раза, показатель скоростной чувствительности в 1,4 ð 1,6 раза, повысить оптимальную скорость СПД в 3 раза.

Формула и э о б р е т е н и я

Я Способ обработки сплавов системы алюминий-медь-литий, включающий закалку горячего подката, гетерогениэационный отжиг при 350-400 С в тече" ние 6-12 ч, прокатку листа на конеч20 ный размер и сверхпластическую формовку, отличающийся тем, что, с целью сокращения числа технологических операций, повышения технологической пластичности сплавов

25 при прокатке и повышения показателей свэрхпластичности при формовке прокатку проводят в интервале температур

350-400 С, но не выше температуры гетерогенизационного отжига, после

3Q окончательного прохода листы выдерживают при температуре прокатки в течение 20-30 мин, а перед сверхпластической формовкой проводят выдержку при температуре формовки длительнос,тью 5-15 мин.

1822442

;43ффй т 4

Таблица 2

Показатели сверхпластичности листов при 480 С и скорости деформации Q 10 з с

Пример Сплав Относительное удлинение, Ф

0,40

0,41

3,0

3 5

0,41

Ф

Составитель Е.йосырева

Редактор С.Никольская Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Заказ 2120 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и. открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д, 4/5

° Ь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул. Гагарина, 101

2 01450

01451

3 01450

01451

01451

270

310

290

Напряжение течения, ИПа

3,2, 3,3

3,4

3,4

Показатель скоростной чувствительности