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

ОБ ЭФФЕКТЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ Т-ФАЗЫ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА КРИОПРОКАТАННОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16

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

Исследовали влияние размера частиц дисперсной марганцовистой фазы Al20Cu2Mn3 (Т-фазы) на микротвердость, а также параметры зеренной структуры и вторичных упрочняющих частиц сплава Д16, подвергнутого криогенной прокатке и упрочняющей термообработке. Для этого заготовки из горячепрессованного

прутка предварительно отжигали при 505 °С в течение 1 и 72 часа и закаливали в воду, обеспечивая формирование двух структурных состояний, различающихся размерами частиц Т-фазы (~115х60 и ~180х90 нм, соответственно), а после прокат- ки старили в широком интервале температур и выдержек.

Обнаружено, что прокатка сплава при температуре жидкого азота со степеня- ми деформации до ~3,5 приводила к формированию полосовых структур со слабо- разориентированными ячейками. При этом частицы Т-фазы выстраивались в на- правлении прокатки с образованием строчек, а размеры самих частиц изменялись незначительно. Показано, что при прокатке имело место интенсивное взаимодей- ствие решеточных дислокаций с частицами, и их исходный размер оказал влияние на формирующуюся структуру матрицы. А именно, в состоянии с более грубыми частицами Т-фазы меньшей плотности формировалась менее гомогенная дислока- ционная структура, состоящая из ячеек большего размера, но более равноосных и дискретно разориентированных.

Установлено, что криопрокатка обоих состояний сплава до максимальных степеней привела более чем к двукратному уменьшению размера областей коге- рентного рассеяния, сопровождавшемуся почти четырехкратным повышением микронапряжений кристаллической решетки. При этом параметр решетки матрицы изменялся немонотонно: сначала, до степени деформации ~1, он резко уменьшался, причем менее интенсивно в состоянии с более крупными частицами, а затем по- вышался, приближаясь к значениям недеформированного, состаренного на макси- мальную прочность сплава. Последующее искусственное старение прокатанных состояний сплава обусловило трансформацию его деформационной структуры в более равновесную за счет возврата и рекристаллизации, сопровождавшихся рас- падом твердого раствора и формированием продуктов различной природы, разме- ров и дисперсности. Оба этих процесса оказали существенное влияние на структу- ру и твердость сплава, нивелируя при этом эффект размера частиц Т-фазы. В ре- зультате разница в параметрах исходных состояний сплава при исследованных ре- жимах старения практически исчезала, причем тем быстрее, чем выше была его температура.

Сделан вывод о том, что различная гетерогенность исходной структуры, обу- словленная разной выдержкой при температуре закалки, и выразившаяся в почти полуторакратной разнице в размерах частиц T-фазы, не оказала столь значимого влияния как на развитие процессов структуроформирования сплава при прокатке и пост-деформационном старении, так и на уровне его твердости.

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