Крымский С.В., Автократова Е.В., Ситдиков О.Ш., Маркушев М.В

ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ КРИОПРОКАТАННОГО И СОСТАРЕННОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, РФ [email protected]

Исследовано влияние криопрокатки и последующего старения на микро- структуру и механические свойства алюминиевого сплава Д16. Перед прокаткой сплав был подвергнут отжигу в течение 1 часа при температуре 505оС и закален в воду. Криогенную прокатку проводили до степени деформации ~ 2 при температу- ре жидкого азота. Старение длительностью до 48 часов было проведено в интерва- ле температур от комнатной до 190оС. Кроме того, ряд образцов был подвергнут упрочняющей термообработке по аналогичным режимам без предварительной криогенной деформации.

Показано, что криопрокатка закаленного сплава приводит преимущественно к формированию грубоволокнистой зеренной структуры, содержащей ячейки разме- ром 100–200 нм. Последующее старение при комнатной и повышенных температу- рах обеспечивает дисперсионное твердение сплава с одновременным протеканием процессов возврата и рекристаллизации в деформированной матрице.

Установлено, что криогенная прокатка в значительной мере изменяет кинети- ку и стадийность распада твердого раствора при последующем старении, что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на характеристики прочности и пластичности материала. Так, после естественного старения в течение ~ 6 дней криопрокатанный сплав демонстрировал значительно большую прочность (s0,2 = 635 МПа) и твердость (Н v~180), но заметно меньшую пластичность (d < 3%), по сравнению с недеформированным состоянием, после серийной упрочняющей тер- мообработки на максимальную прочность по режиму Т1 (s0,2 = 390 МПа, Н v~165 и

d = 7%). Искусственное старение сплава, проведенное по режиму Т1 (т.е. при 190оС, 12 часов), существенно повысило его пластичность, однако снизило твер- дость и прочность до стандартных величин.

Показано, что старение криопрокатанного сплава при промежуточных тем- пературах, напротив, обеспечивает уникальный баланс его прочности и пластично- сти: s0,2 = 570 МПа, sВ = 635 MPа, d >7 %. Причина обусловлена формированием

«двухуровневой» наноструктуры, а именно, формированием наноразмерной (суб)зеренной структуры, упрочненной нанодисперсными частицами вторичных выделений. Обсуждена роль криогенной прокатки в формировании структуры та- кого типа.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (гос. контракт № 14.740.11.0278).

Дата добавления: 2017-01-14