Способ деформационно-термической обработки алюминиево-магниевых сплавов

Способ деформационно-термической обработки алюминиево-магниевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области металлургии сплавов, а именно к технологии обработки алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Mn, и предназначено для получения ультрамелкозернистой структуры в заготовках с целью повышения прочности указанных сплавов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ изготовления изделий из алюминиевых или магниевых сплавов с нано- и субмикрокристаллической структурой и изделия, изготовленные из этих сплавов (RU №2467090, публ. 20.11.2012). В данном изобретении на примере сплава АМг6 системы Al-Mg-Mn проводят равноканальное угловое прессование в интервале температур 150-275^оС при скорости деформирования 0,4 мм/сек и общем количестве циклов равном шести. Согласно этому изобретению после РКУ прессования возможно проведение отжига при температуре 100-300^оС.

Однако этот способ имеет ряд недостатков. В частности, низкая температура РКУ прессования требует высоких усилий при деформации и более сложной оснастки. Низкая скорость прессования значительно увеличивает время проведения обработки. Также в изобретении не оговаривается режим гомогенизации, благодаря которому можно обеспечить выделение мелкодисперсных частиц вторичной фазы Al₆Mn для формирования ультрамелкозернистой структуры в процессе равноканального углового прессования.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение сплава системы Al-Mg-Mn с однородной мелкозернистой структурой и мелкодисперсными частицами Al₆Mn с повышенными механическими свойствами.

Для решения поставленной задачи предлагается способ деформационно-термической обработки алюминиево-магниевых сплавов, включающий равноканальное угловое прессование сплава системы Al-Mg-Mn, причем сначала литой сплав Al-Mg-Mn гомогенизируют в интервале температур 340-355^оС в течение 7-8 часов с последующим охлаждением в печи до температуры не выше 60^оС, далее вырезают заготовку нужного размера, нагревают ее в печи до температуры 280-295^оС и проводят равноканальное угловое прессование в интервале температур 280-295^оС с общим числом проходов, соответствующим истинной степени деформации от 8 до 12, и скоростью деформирования от 5 до 10 мм/c и последующим охлаждением в воде комнатной температуры.

Отличительными признаками изобретения являются:

- литой сплав Al-Mg-Mn гомогенизируют в интервале температур 340-355^оС в течение 7-8 часов с последующим охлаждением в печи до температуры не выше 60^оС, в результате чего в сплаве образуются мелкодисперсные частицы фазы Al₆Mn, что способствует формированию ультрамелкозернистой структуры в сплаве;

- заготовку нагревают в печи до температуры 280-295^оС и проводят равноканальное угловое прессование с общим числом проходов, соответствующим истинной степени деформации от 8 до 12, и скоростью деформирования от 5 до 10 мм/c в интервале температур 280-295^оС, что позволяет снизить усилия при обработке, а также исключить последующий отжиг для стабилизации структуры, в результате чего в сплаве формируется однородная ультрамелкозернистая структура и повышаются прочностные свойства сплава.

Техническим результатом заявляемого решения является создание способа получения сплава системы Al-Mg-Mn с мелкодисперсными частицами Al₆Mn и однородной мелкозернистой структурой с повышенными механическими свойствами.

Выполнение способа поясняется чертежами:

На фиг. 1 представлены мелкодисперсные частицы фазы Al₆Mn, сформированные в сплаве 1561 в результате гомогенизации.

На фиг. 2 представлена структура сплава 1561, подвергнутого гомогенизации и равноканальному угловому прессованию с истинной степенью деформации 8.

На фиг. 3 представлена структура сплава 1561, подвергнутого гомогенизации и равноканальному угловому прессованию с истинной степенью деформации 12.

Пример осуществления способа.

Сплав 1561, принадлежащий системе Al-Mg-Mn, был подвергнут гомогенизации при температуре 355^оС в течение 7 часов с последующим охлаждением в печи до температуры 40^оС. В результате в сплаве сформировались мелкодисперсные частицы фазы Al₆Mn со средним размером 20-60 нм (фиг. 1). Далее из гомогенизированного слитка вырезали заготовки сечением 20×20 мм² длиной 100 мм и разогрели в печи до температуры последующей обработки 295^оС. После этого заготовки подвергли равноканальному угловому прессованию при температуре 295^оС с общим количеством проходов 8 и 12, что соответствовало истинной степени деформации 8 и 12, соответственно. Скорость прессования составляла 5 мм/с. Угол пересечения каналов в матрице равен 90^о. После прессования заготовки были охлаждены в воде комнатной температуры. В результате в заготовках сформировалась ультрамелкозернистая структура со средним размером зерна около 1 мкм (фиг.2 и фиг.3).

Полученная таким образом структура сплава 1561 обеспечивает значительное увеличение его механических свойств, представленных в таблице 1.

Таблица 1

Состояние	Предел текучести (σ0,2), МПа	Предел прочности (σВ), МПа	Относительное удлинение до разрушения (δ), %
После гомогенизации	125	280	27
После 8 циклов	285	390	28
После 12 циклов	335	415	24

Таким образом, предложенный способ позволяет получать заготовки из сплавов системы Al-Mg-Mn с мелкодисперсными частицами Al₆Mn и однородной мелкозернистой структурой с повышенными механическими свойствами для изготовления различных полуфабрикатов для авиакосмической, транспортной, судостроительной промышленностей.

Способ деформационно-термической обработки алюминиево-магниевых сплавов, включающий равноканальное угловое прессование сплава системы Al-Mg-Mn, отличающийся тем, что сначала литой сплав Al-Mg-Mn гомогенизируют в интервале температур 340-355^оС в течение 7-8 часов с последующим охлаждением в печи до температуры не выше 60^оС, далее вырезают заготовку нужного размера, нагревают ее в печи до температуры 280-295^оС и проводят равноканальное угловое прессование в интервале температур 280-295^оС с общим числом проходов, соответствующим истинной степени деформации от 8 до 12, и скоростью деформирования от 5 до 10 мм/c с последующим охлаждением в воде комнатной температуры.