Влияние деформационно-термической обработки на структуру и упрочнение сплава Al–7.1% Zn–2.8% Mg–1.4% Ni–1.1% Fe, полученного методом литья в электромагнитный кристаллизатор

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

С использованием расчетных (Thermo-Calc) и экспериментальных (сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия, микрорентгеноспектральный анализ) методов изучено влияние деформационно-термической обработки на структуру и упрочнение сплава Al–7.1% Zn–2.8% Mg–1.4% Ni–1.1% Fe, полученного методом литья в электромагнитный кристаллизатор (ЭМК). Показано, что при скорости охлаждения более 1000 К/с все количество железа, вдвое превышающие его содержание в марочном сплаве AZ6NF (ГОСТ 4784–2019), связано в эвтектические включения фазы Al9FeNi субмикронного размера. Сочетание высокой твердости (более 190 HV) и деформационной пластичности свидетельствует о перспективности технологии ЭМК к данному сплаву.

Об авторах

Н. А. Белов

НИТУ “МИСиС”, кафедра обработки металлов давлением

Email: nikolay-belov@yandex.ru
Россия, 119049, Москва, Ленинский просп., 4

В. Н. Тимофеев

Сибирский федеральный университет, кафедра электротехники

Email: nikolay-belov@yandex.ru
Россия, 660041, Красноярск, просп. Свободный, 79/10

С. О. Черкасов

НИТУ “МИСиС”, кафедра обработки металлов давлением

Email: nikolay-belov@yandex.ru
Россия, 119049, Москва, Ленинский просп., 4

М. М. Мотков

Сибирский федеральный университет, кафедра электротехники

Email: nikolay-belov@yandex.ru
Россия, 660041, Красноярск, просп. Свободный, 79/10

А. Ф. Мусин

НИТУ “МИСиС”, кафедра обработки металлов давлением

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikolay-belov@yandex.ru
Россия, 119049, Москва, Ленинский просп., 4

Список литературы

  1. Hatch J.E. Aluminum: Properties and Physical Metallurgy. Ohio: American Society for Metals. 1984. P. 424.
  2. Polmear I., StJohn D., Nie J.F., Qian M. Physical metallurgy of aluminium alloys. In: Light Alloys, 5th ed. Elseiver, London, 2017. P. 31–107.
  3. Glazoff M., Khvan A., Zolotorevsky V., Belov N., Dinsdale A. Casting Aluminum Alloys. 2nd Edition: Their Physical and Mechanical Metallurgy. Elsevier, 2018. P. 608.
  4. Mondolfo L.F. Aluminium Alloys: Structure and Properties. Butterworths: London, UK, 1976. P. 806–841.
  5. ГОСТ 4784–2019. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. М.: Стандартинформ, 2019-09-01.
  6. Mansurov J.U., Rakhmonov Y.N. Analysis of the phase composition and the structure of aluminum alloys with increased content of impurities // Non-ferrous Metals. 2018. V. 45(2). P. 37–42.
  7. Zhang M., Liu T., He C., Ding J., Liu E., Shi C., Li J., Zhao N. Evolution of microstructure and properties of Al–Zn–Mg–Cu–Sc–Zr alloy during aging treatment // JALCOM. 2016. V. 658. P. 946–951.
  8. Yang W., Ji S., Zhang Q., Wang M. Investigation of mechanical and corrosion properties of an Al–Zn–Mg–Cu alloy under various ageing conditions and inter-face analysis of η' precipitate // Mater. Des. 2015. V. 85. P. 752–761.
  9. Zhu Q., Cao L., Wu X., Zou Y., Couper M. J. Effect of Ag on age-hardening response of Al–Zn–Mg–Cu alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 754. P. 265–268.
  10. Ghosh A., Ghosh M., Kalsar R. Influence of homogenization time on evolution of eutectic phases, dispersoid behaviour and crystallographic texture for Al–Zn–Mg–Cu–Ag alloy // JALCOM. 2019. V. 802. P. 276–289.
  11. Вахромов Р.О., Ткаченко Е.А., Попова О.И. Влияние основных легирующих компонентов, микродобавок и примесей на свойства ковочных сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu // Цветные металлы. 2013. № 5. С. 61–65.
  12. Ohira T., Kishi T. Effect of iron content on fracture toughness and crack-ing processes in high strength Al–Zn–Mg–Cu alloy // Mater. Sci. Eng. 1986. V. 78. Is. 1. P. 9–19.
  13. Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. Быстрозакристаллизованные алюминиевые сплавы. М.: ВИЛС, 1995. 341 с.
  14. Авдулов А.А., Усынина Г.П., Сергеев Н.В., Гудков И.С. Отличительные особенности структуры и свойств длинномерных слитков малого сечения из алюминиевых сплавов, отлитых в электромагнитный кристаллизатор // Цветные металлы. 2017. № 7. С. 73–77.
  15. Pervukhin M.V., Timofeev V.N., Usynina G.P., Sergeev N.V., Motkov M.M., Gudkov I.S. Mathematical modeling of MHD processes in the casting of aluminum alloys in electromagnetic mold // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 643. P. 012063.
  16. Sidelnikov S., Voroshilov D., Motkov M., Timofeev V., Konstantinov I., Dovzhenko N., Vojtěch D., Šerák J., Eckert O., Kubatík T., Barta Č., Barta Č. & Tagiev E. High strength Al–Zn–Mg–Cu–Ni–Si alloy with improved casting properties // Mater. Sci. Techn. 2003. V. 19. P. 757–761.
  17. Sidelnikov S.B., Voroshilov D.S, Motkov M.M, Timofeev V.N, Konstantinov I.L, Dovzhenko N.N., Lopatina E.S., Bespalov V.M., Sokolov R.E., Mansurov Yu., Voroshilova M.V. Investigation structure and properties of wire from the alloy of AL-REM system obtained with the application of casting in the electromagnetic mold, combined rolling-extruding, and drawing // Intern. J. Advanced Manufact. Technol. 2021. T. 114. C. 2633–2649.
  18. Патент РФ № 2745520, опубл. 25.03.2021, бюл. № 9 (“Способ непрерывного литья слитка и установка для его осуществления”).
  19. Короткова Н.О., Белов Н.А., Тимофеев В.Н., Мотков М.М., Черкасов С.О. Влияние режима термической обработки на структуру и свойства проводникового алюминиевого сплава Al–7% РЗМ, полученного литьем в электромагнитном кристаллизаторе // ФММ. 2020. Т. 121. № 2. С. 200–206.
  20. Belov N., Akopyan T., Korotkova N., Murashkin M., Timofeev V., Fortuna A. Structure and Properties of Heat Resistant Ca and Zr Containing Wire Aluminum Alloy Manufactured by Electromagnetic Casting // Metals. 2021. V. 122. № 7. P. 725–730.
  21. Belov N.A., Akopyan T.K., Korotkova N.O., Shurkin P.K., Timofeev V.N., Raznitsyn O.A., Sviridova T.A. Structure and Heat Resistance of High Strength Al–3.3% Cu–2.5% Mn–0.5% Zr (wt %) Conductive Wire Alloy Manufactured by Electromagnetic Casting. // J. Alloys Compounds. 2021. V. 891. P. 161948.
  22. Короткова Н.О., Черкасов С.О., Тимофеев В.Н., Аксенов А.А. Структура и свойства проводникового сплава Al–1% Ca–0.5% Fe–0.25% Si–0.5% Zr, полученного литьем в электромагнитный кристаллизатор // ФММ. 2021. Т. 122. № 7. С. 776–782.
  23. Belov N.A., Korotkova N.O., Akopyan T.K., Timofeev V.N. Structure and Properties of Al–0.6% Zr–0.4% Fe–0.4% Si (wt %) Wire Alloy Manufactured by Electromagnetic Casting // JOM. 2020. V. 72(4). C. 1561–1570.
  24. Белов Н.А. Экономнолегированные высокопрочные алюминиевые сплавы: Принципы оптимизации фазового состава // Металловедение и термич. обр. металлов. М. 2011. Т. 53. № 9–10. С. 420–427.
  25. Akopyan T.K., Belov N.A. Approaches to the design of the new high-strength casting aluminum alloys of 7xxx series with high iron content // Non-ferrous Metals. 2016. M. 1. P. 20–27.
  26. Belov N.A., Alabin A.N. Use of multicomponent phase diagrams for designing high strength casting aluminum alloys //Mater. Sci. Forum. Trans Tech Publications Ltd. 2014. V. 794. P. 909–914.
  27. Акопян T.K., Белов Н.А., Алабин А.Н., Злобин Г.С. Расчетно-экспериментальное исследование старения литейных высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al–Zn–Mg–(Cu)–Ni–Fe // Металлы. 2014. № 1. С. 70–76.
  28. Белов Н.А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. М.: Издательский Дом МИСиС, 2010. 511 с.
  29. ThermoCalc: сайт. – URL: www.thermocalc.com (дата обращения: 11.08.2022). – Текст: электронный.

Дополнительные файлы