Маркушев M.В., Крымский С.В., Мурашкин М.Ю

НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЕ, ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ ИНТЕНСИВНО ДЕФОРМИРОВАННОГО ВЫСОКОПРОЧНОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, РФ

[email protected]

Слиток высокопрочного алюминиевого сплава типа 1965 (Al–8Zn–2.5Mg– 2Cu–0.1Zr–0.27Sc) подвергали интенсивной пластической деформации (ИПД) кру- чением под высоким давлением (КВД) (10 оборотов, давление 6 ГПa) при комнат- ной температуре. Перед ИПД ему придавали разную степень гетерогенности структуры путем закалки и последующего искусственного старения при 170 0C длительностью от 1 до 10 часов. В результате, закаленный сплав имел одномодаль- ное распределением вторичных фаз по размерам, сформированное когерентными выделениями Al3(Zr,Sc), а состаренный – бимодальное, благодаря добавлению к

указанным дисперсоидам различных модификаций упрочняющих частиц h-фазы

(MgZn2).

По данным просвечивающей электронной микроскопии и рентгено- структурного анализа установлено, что формирование нанокристаллической (НК) структуры со средним размером (суб)зерен ~80 нм имело место только в предвари- тельно закаленном состоянии сплава. В состаренном сплаве структура была силь- нодеформированной с высокой плотностью сравнительно равномерно распреде- ленных дислокаций, причем вне зависимости от длительности старения, т.е. разме- ра, плотности и других параметров частиц h-фазы. При этом не были обнаружены признаки формирования не только новых зерен, но даже новых малоугловых гра- ниц.

Установлено, что выделение частиц h-фазы перед деформированием сущест- венно повлияло и на механическое поведение сплава после ИПД. Так в предвари- тельно закаленном состоянии, как абсолютные значения, так и изменения парамет- ров прочности и пластичности при растяжении при комнатной температуре были сравнимы по величине с демонстрируемыми алюминиевыми сплавами других композиций после наноструктурирования с помощью КВД и схожих режимов об- работки. А предварительно состаренный сплав показал сочетание заметно меньшей прочности и более высокой пластичности. При этом, уровни свойств были близки фиксируемым в термообработанных на максимальную прочность промышленно- выпускаемых полуфабрикатах, при производстве которых был реализован эффект структурного упрочнения (пресс-эффект).

Рассмотрена природа обнаруженного структурно-механического поведения сплава. Сделано заключение о том, что величина упрочнения сплава 1965 от фор- мирования в нем при КВД наноразмерной сетки границ с мало- и высокоугловой разориентировкой (нанокристаллической структуры фрагментированного типа) не превышает 200 MПа и сопоставима с эффектом его дисперсионного твердения. Отмечена важность учета принципа оптимальной гетерогенности структуры при выполнении деформационно-термической обработки термоупрочняемых алюми- ниевых сплавов с целью наноструктурирования их матрицы и достижения эффекта максимального упрочнения от ИПД.

Дата добавления: 2017-01-14