Структура и механические свойства Al–1.8Mn–1.6Cu сплава после интенсивной пластической деформации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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.

Полный текст

Доступ закрыт

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

  1. Mondolfo L.F. Aluminum Alloys: Structure and Properties. London: Butterworths, 1976. 806 p.
  2. Polmear I.J. Light Metals: From Traditional Alloys to Nanocrystals, fourth ed. Oxford: Elsevier, 2006. 421 p.
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. Белов Н.А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. Москва: Издательский Дом МИСиС, 2010. 511 с.
  7. 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.
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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.
  15. 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
  16. 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
  17. 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.
  18. 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
  19. 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
  20. 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
Скачать
2. Рис. 1. Структура литого сплава.

Скачать (24KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фрагменты дифрактограмм литого и деформированных сплавов АЛТЭК: б — увеличенный участок фрагмента дифрактограммы на рис. 2а.

Скачать (83KB)
Метаданные
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)
Метаданные
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)
Метаданные
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)
Метаданные