ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СТАРЕНИЯ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПРОВОЛОК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Al–0.25%Zr–(Si, Er, Hf, Nb)
- Авторы: Шадрина Я.С.1, Нохрин А.В.1, Бобров А.А.1, Берендеев Н.Н.1, Копылов В.И.1, Комельков А.В.1, Чегуров М.К.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
- Выпуск: Том 126, № 8 (2025)
- Страницы: 922-935
- Раздел: ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ
- URL: https://ogarev-online.ru/0015-3230/article/view/286038
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034621525080105
- ID: 286038
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Исследована термическая стабильность тонких проволок, изготовленных из шести алюминиевых сплавов Al–0.25%Zr, дополнительно легированных Si, Er, Hf или Nb. Заготовки алюминиевых сплавов получали методом индукционного литья в вакууме с последующими стабилизирующим отжигом (450°C, 1 ч) и интенсивной пластической деформацией для измельчения литой структуры. Проволоку диаметром 0.3 мм изготовили путем волочения при комнатной температуре. Изучена термическая стабильность механических свойств, микротвердости и удельного электросопротивления (УЭС) стабилизированных алюминиевых проволок. Показано, что при увеличении температуры отжига происходит монотонное уменьшение предела прочности, микротвердости и УЭС проволок. Установлено, что пластичность проволок немонотонно (с максимумом) зависит от температуры отжига. Результаты исследований термической стабильности свойств стабилизированных проволок сравниваются с характеристиками проволок, не подвергавшихся предварительному стабилизирующему отжигу (450°C, 1 ч).
Ключевые слова
Об авторах
Яна Сергеевна Шадрина
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: yashadrina@nifti.unn.ru
ORCID iD: 0000-0001-9120-7661
Инженер лаборатории диагностики материалов отдела физики металлов НИФТИ
Россия, пр-т Гагарина, 23, Нижний Новгород, 603022Алексей Владимирович Нохрин
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Автор, ответственный за переписку.
Email: nokhrin@nifti.unn.ru
Доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории диагностики материалов отдела физики металлов НИФТИ
Россия, пр-т Гагарина, 23, Нижний Новгород, 603022Александр Андреевич Бобров
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: aabobrov@bk.ru
Инженер 1 категории лаборатории технологии металлов отдела физики металлов НИФТИ
Россия, пр-т Гагарина, 23, Нижний Новгород, 603022Николай Николаевич Берендеев
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: earl13@mail.ru
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории металлофизики отдела физики металлов НИФТИ
Россия, пр-т Гагарина, 23, Нижний Новгород, 603022Владимир Ильич Копылов
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: nokhrin@nifti.unn.ru
Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории технологии металлов отдела физики металлов НИФТИ
Россия, пр-т Гагарина, 23, Нижний Новгород, 603022Андрей Вадимович Комельков
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: robot112018@mail.ru
Инженер лаборатории диагностики материалов отдела физики металлов НИФТИ
Россия, пр-т Гагарина, 23, Нижний Новгород, 603022Михаил Константинович Чегуров
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Email: mkchegurov@nifti.unn.ru
Кандидат технических наук, инженер лаборатории диагностики материалов отдела физики металлов НИФТИ
Россия, пр-т Гагарина, 23, Нижний Новгород, 603022Список литературы
- Latynina T., Mavlyutov A., Valiev R., Murashkin M., Orlova T. The effect of hardening by annealing in ultrafine-grained Al-0.4Zr alloy: Influence of Zr microadditives // Philosoph. Mag. 2019. V. 99. I. 19. P. 2424–2443.
- Belov N., Korotkova N., Akopyan T., Murashkin M., Timofeev V. Structure and properties of Al–0.6 wt.%Zr wire alloy manufactured by direct drawing of electromagnetically cast wire rod // Metals. 2020. V. 10. Iss. 6. P. 769.
- Osetskiy Yu., Plotkowski A., Yang Y. Diffusion, atomic transport, and ordering in Al–Zr alloys: FCC and liquid phases // Acta Mater. 2023. V. 260. P. 119306.
- Hirano K., Fujikawa S. Impurity diffusion in aluminum // J. Nucl. Mater. 1978. V. 69–70. P. 564–566.
- Zedalis M.S., Fine M.E. Precipitation and Ostwald ripening in dilute Al base-Zr–V alloys // Metal. Trans. A. 1986. V. 17. P. 2187–2198.
- Комельков А., Нохрин А., Бобров А., Сысоев А. Исследование термической стабильности структуры и свойств слитков и тонких проволок из сплавов Al–Zr // ФММ. 2024. Т. 125. № 6. С. 765–776.
- Комельков А., Нохрин А., Бобров А., Швецова А., Сахаров Н., Фаддеев М. Исследование термической стабильности литых проводниковых микролегированных алюминиевых сплавов // ФММ. 2023. Т. 124. № 6. С. 483–491.
- Booth-Morrison Ch., Dunand D., Seidman D. Coarsening resistance at 400°C of precipitation-strengthened Al–Zr–Sc–Er alloys // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 7029–7042.
- Pozdnyakov A., Osipenkova A., Popov D., Makhov S., Napalkov V. Effect of low additions of Y, Sm, Gd, Hf and Er on the structure and hardness of alloy Al-0.2%Zr–0.1%Sc // Metal. Sci. Heat Treatment. 2017. V. 58. P. 537–542.
- Voroshilov D., Motkov M., Sidelnikov S., Sokolov R., Durnopyanov A., Konstantinov I., Bespalov V., Bermeshev T., Gudkov I., Voroshilova M., Mansurov Yu., Berngardt V. Obtaining Al–Zr–Hf wire using electromagnetic casting, combined rolling-extrusion, and drawing // Intern. J. Lightweight Mater. Manufacture. 2022. V. 5. Iss. 3. P. 352–368.
- Li H., Gao Zh., Yin H., Jiang H., Su X., Bin J. Eggects of Er and Zr additions on precipitation and recrystallization of pure aluminum // Scripta Mater. 2023. V. 68. P. 59–62.
- Mikhaylovskaya A., Mochugovskiy A., Levchenko V., Tabachkova N., Mufalo W., Portnoy V. Precipitation behavior of L12 Al3Zr phase in Al–Mg–Zr alloy // Mater. Characteriz. 2018. V. 139. P. 30–37.
- Nes E., Billdal H. The mechanism of discontinuous precipitation of the metastable Al3Zr phase from an Al–Zr solid solution // Acta Metal. 1977. V. 25. P. 1039–1046.
- Melton K. The structure and properties of a cold-rolled and annealed Al–0.8wt%Zr alloy // J. Mater. Sci. 1975. V. 10. P. 1651–1654.
- Toropova L., Kamardinkin A., Kindzhibalo V., Tyvanchuk A. Investigation of alloys of the Al–Sc–Zr systems in the aluminum-rich range. //Phys. Met. Metal. 1990. V. 70. No. 6. P. 106–110.
- Nokhrin A., Gryaznov M., Shotin S., Nagicheva G., Chegurov M., Bobrov A., Kopylov V., Chuvil’deev V. Effect of Sc, Hf and Yb affitions on superplasticity of a fine-grained Al–0.4%Zr alloy // Metals. 2023. V. 13. Iss. 1. 133.
- Зорин И., Арышевский Е., Дриц А., Коновалов С., Комаров В. Влияние гафния на литую микроструктуру в сплаве 1570 // Изв. Вузов. Цветная Металлургия. 2023. Т. 29. № 1. С. 56–65.
- Зорин И., Дриц А., Арышевский Е., Коновалов С. Изучение влияния гафния на механические свойства высокомагниевых алюминиевых сплавов с добавками переходных металлов после холодной прокатки и заключительного отжига // Цветные металлы. 2024. № 4. С. 71–77.
- Schmid F., Gehringer D., Kremmer Th., Cattini L., Uggowitzer P., Holec D., Pogatscher S. Stabilization of Al3Zr allotropes in dilute aluminum alloys via the addition of ternary elements // Materialia. 2022. V. 21. 101321.
- Nokhrin A., Nagicheva G., Chuvil’deev V., Kopylov V., Bobrov A., Tabachkova N.Yu. Effect of Er, Si, Hf, Nb additives on the thermal stability of microstructure, electrical resistivity and microhardness of fine-grained aluminum alloys Al–0.25%Zr // Materials. 2023. V. 16. Iss. 5. 2114.
- Шадрина Я., Бобров А., Нохрин А., Берендеев Н., Копылов В., Чувильдеев В., Табачкова Н. Термическая стабильность электропроводности и механических свойств тонких проводов из алюминиевых сплавов Al–0.25%Zr–(Si,Er,Hf,Nb) // ФММ. 2025. Т. 126. № 2. С. 218–228.
- Матвеев Ю., Гаврилова В., Баранов В. Легкие проводниковые материалы для авиапроводов // Кабели и провода. 2006. № 5. С. 22–24.
- Mavlyutov A., Latynina T., Murashkin M., Valiev R., Orlova T. Effect of annealing on the microstructure and mechanical properties of ultrafine-grained commercially pure Al // Phys. Solid State. 2017. V. 59. P. 1970–1977.
- Orlova T., Skiba N., Mavlyutov A., Murashkin M., Valiev R., Gutkin M. Hardening by annealing and implementation of high ductility of ultra-fine grained aluminum: experiment and theory // Rev. Adv. Mater. Sci. 2018. V. 57. No. 2. P. 224–240.
- Orlova T., Sadykov D., Kirilenko D., Lihachev A., Levin A. The key role of grain boundary state in deformation-induced softening effect in Al processed by high pressure torsion // Materials Science and Engineering: A. 2023. V. 875. P. 145122.
- Huang X., Hansen N., Tsuji N. Hardening by annealing and softening by deformation in nanostructured metals // Science. 2006. V. 312. Iss. 5771. P. 249–251.
- Orlova T., Latynina T., Mavlyutov A., Murashkin M., Valiev R. Effect of annealing on microstructure, strength and electrical conductivity of the preaged and HTP-processed Al–0.4Zr alloy // J. Alloys Com-pounds. 2019. V. 784. P. 41–48.
- Terada D., Houda H., Tsuji N. Effect of strain on “hardening by annealing and softening by deformation” phenomena in ultra-fine grained aluminum // J. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 7331–7337.
- Бартел И., Буриг Э., Хайн К., Кухарж Л. Кристаллизация из расплавов: Справочник. М.: Металлургия, 1987. 320 С.
- Knipling K., Dunand D., Seidman D. Precipitation evolution in Al–Zr and Al–Zr–Ti alloys during aging at 450–600°C // Acta Mater. 2008. V. 56. No. 1. P. 114–127.
Дополнительные файлы
