Структура и механические свойства Al–1.8Mn–1.6Cu сплава после интенсивной пластической деформации
- Авторы: Петрова А.Н.1, Астафьев В.В.1, Курышев А.О.1
-
Учреждения:
- Институт физики металлов УрО РАН
- Выпуск: Том 125, № 12 (2024)
- Страницы: 1636-1642
- Раздел: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
- URL: https://ogarev-online.ru/0015-3230/article/view/283831
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323024120165
- EDN: https://elibrary.ru/IHVBXH
- ID: 283831
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Исследована эволюция структуры Al–1.8%Mn–1.6Cu сплава в процессе деформации методом кручения под высоким давлением при комнатной и повышенной температурах. Установлена последовательность механизмов формирования ультрамелкозернистой структуры, обнаружена цикличность фазовых превращений — частичного растворения и выделения наноразмерных частиц. Установлено, что старение, которое происходит при накопленной деформации е=6.9, сдерживает процесс роста зерен в ходе деформации при повышенной температуре. Определено влияние структурно-фазовых превращений на прочность и пластичность сплава. В результате деформации временное сопротивление повышается в 3 раза, а условный предел текучести в 7 раз. Динамическая рекристаллизация приводит к снижению прочности и к существенному повышению пластичности сплава.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
А. Н. Петрова
Институт физики металлов УрО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: petrova@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург
В. В. Астафьев
Институт физики металлов УрО РАН
Email: petrova@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург
А. О. Курышев
Институт физики металлов УрО РАН
Email: petrova@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург
Список литературы
- Mondolfo L.F. Aluminum Alloys: Structure and Properties. London: Butterworths, 1976. 806 p.
- Polmear I.J. Light Metals: From Traditional Alloys to Nanocrystals, fourth ed. Oxford: Elsevier, 2006. 421 p.
- Lamb J., Rouxel B., Langan T., Dorin T. Novel Al–Cu–Mn–Zr–Sc compositions exhibiting increased mechanical performance after a high-temperature thermal exposure // J. Mater. Eng. Perform. 2020. V. 29. P. 5672–5684. https://doi.org/10.1007/s11665-020-05040-0
- Chen Zh., Pei Ch., Ma C. Microstructures and mechanical properties of Al–Cu–Mn alloy with La and Sm addition // Rare Metal. 2012. V. 31. P. 332–335. https://doi.org/10.1007/s12598-012-0515-6
- Tiryakioglu M., Shuey R.T. Quench sensitivity of 2219-T87 aluminum alloy plate // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 527. P. 5033–5037. https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.04.060
- Белов Н.А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. Москва: Издательский Дом МИСиС, 2010. 511 с.
- Белов Н.А. Обоснование состава и структуры деформируемых сплавов на базе системы Al–Cu–Mn (Zr), не требующих гомогенизации и закалки // Сборник трудов Международной научно-технической конференции “МАШТЕХ 2022. Инновационные технологии, оборудование и материальные заготовки в машиностроении. Москва. 2022. С. 10–13.
- Belov N.A., Akopyan T.K., Shurkin P.K., Korotkova N.O. Comparative Analysis of Structure Evolution and Thermal Stability of Experimental AA2219 and Model Al–2wt.%Mn-2wt.%Cu Cold Rolled Alloys // JALCOM. 2021. V. 864. P. 158823. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.1588238
- Belov N.A., Alabin A.N. Energy efficient technology for Al–Cu–Mn–Zr sheet alloys // Mater. Sci. Forum. 2013. V. 765. P. 13–17. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.765.13
- Belov N.A., Alabin A.N., Matveeva I.A. Optimization of phase composition of Al–Cu–Mn–Zr–Sc alloys for rolled products without requirement for solution treatment and quenching // J. Alloys Compd. 2014. V. 583. P. 206–213. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.08.202
- Белов Н.А., Шуркин П.К., Короткова Н.О., Черкасов С.О. Влияние термообработки на структуру и термостойкость холоднокатаных листов сплавов системы Al–Cu–Mn с разным соотношением меди и марганца // Цветные металлы. 2021. № 9. C. 80–86. https://doi.org/10.17580/tsm.2021.09.09
- Estrin Y., Vinogradov A. Extreme grain refinement by severe plastic deformation: A wealth of challenging science // Acta Mater. 2013. V. 61. P. 782–817. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.10.038
- Рогачев С.О., Наумова Е.А., Табачкова Н.Ю., Тен Д.В., Сундеев Р.В., Задорожный М.Ю. Влияние кручения под высоким давлением на структуру и механические свойства сплава Al–Ca–Cu // ФММ. 2023. Т. 124. № 6. С. 550–556. https://doi.org/10.31857/S0015323023600314
- Страумал Б.Б., Заворотнев Ю.Д., Метлов Л.С., Страумал П.Б., Петренко А.Г., Томашевская Е.Ю. Фазовые превращения, вызванные кручением под высоким давлением // ФММ. 2022. Т. 123. № 12. С. 1283–1288.
- Okeke U., Yilmazer H., Sato Sh., Boehlert C.J. Strength enhancement of an aluminum alloy through high pressure torsion // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 760. P. 195–205. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.05.102
- Садыков Д.И., Мурашкин М.Ю., Кириленко А.А., Левин А.А., Лихачев А.И., Орлова Т.С. Аномальное изменение механических свойств ультрамелкозернистых сплавов Al–Mg–Zr при низких температурах // ФТТ. 2024. Т. 66. № 6. С. 933–945. https://doi.org/10.61011/FTT.2024.06.58250.119
- Chen Yu., Liu M., Ding L., Jia Zh., Jia Sh., Wang J., Murashkin M., Valiev R.Z., Roven H.J. Atomic-scale inhomogeneous solute distribution in an ultrahigh strength nanocrystalline Al–8Mg aluminum alloy // Mater. Characterization. 2023. V. 198. P. 112706.
- Lomakin I.V., Arutyunyan A.R., Valiev R.R., Gadzhiev F.A., Murashkin M.Yu. Design and Evaluation of an Experimental Technique for Mechanical and Fatigue Testing of Sub Sized Samples // Exper. Techn. 2018. V. 42. № 3. P. 261–270. https://doi.org/10.1007/s40799-017-0229-7
- Petrova A.N., Rasposienko D.Y., Astafyev V.V., Yakovleva A.O. Structure and strength of Al–Mn–Cu–Zr–Cr–Fe ALTEC alloy after radial-shear rolling // Letters on Mater. 2023. P. 177–182. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2023-2-177-182
- Belov N.A., Korotkova N.O., Akopyan T.K., Pesin A.M. Phase composition and mechanical properties of Al–1.5%Cu–1.5%Mn–0.35%Zr(Fe,Si) wire alloy // J. Alloys Comp. 2019. V. 782. P. 735–746.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Структура литого сплава.
Скачать (24KB)
3.
Рис. 2. Фрагменты дифрактограмм литого и деформированных сплавов АЛТЭК: б — увеличенный участок фрагмента дифрактограммы на рис. 2а.
Скачать (83KB)
4.
Рис. 3. Микроструктура сплава АЛТЭК после 5 оборотов наковальни при КВД (ПЭМ): а — светлопольное изображение; б, в — темнопольные изображения в рефлексе фазы Al20Cu2Mn3.
Скачать (42KB)
5.
Рис. 4. Влияние числа оборотов наковальни и температуры деформации на размер зерен сплава АЛТЭК: а — распределение зерен по размерам в сплаве после 5 оборотов при КТ; б — после 10 оборотов при КТ; в — после 15 оборотов при 280°С; г — изменение среднего размера зерен.
Скачать (35KB)
6.
Рис. 5. Микроструктура сплава после 15 оборотов наковальни при КВД 280°С (ПЭМ): а — светлопольное изображение; б — темнопольное изображение в рефлексе фазы Al20Cu2Mn3.
Скачать (31KB)
