ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», Москва, Россия:

Е. Н. Рябова, инженер, эл. почта: journal@viam.ru
Н. И. Колобнев, главный научный сотрудник
Л. Б. Хохлатова, начальник сектора
М. С. Оглодков, старший научный сотрудник

Проведено исследование опытно-промышленных листов нового сплава системы Al – Cu – Li, дополнительно легированного Ag, Sc, Mg, Zn, после различных режимов термической обработки. Нагрев под закалку осуществляли при температуре 530±3 ^oС, время выдержки составляло 15–20 мин. После закалки листы подвергали правке растяжением с остаточной степенью деформации 0,5–0,8 %. Режим закалки был аналогичен режиму для промышленных сплавов системы Al – Cu – Li. Фазовый анализ и исследование микроструктуры проводили на просвечивающем электронном микроскопе JEM200CX (EM 1132039–49) в широких температурно-временных интервалах (120–170 oС, 10–60 ч). Механические свойства (σ_в, σ_0,2, δ) при растяжении, ударную вязкость разрушения (KCU) и вязкость разрушения (К_с^у) определяли на образцах из листов в продольном и поперечном направлениях. Анализ фазового состава сплава показал, что практически во всей температурно-временной области (130–160 ^оС, 20–60 ч) присутствуют выделения фаз T₁′, θ′ и S′. Максимальная прочность достигается при температуре старения 160 ^оС (σ_в ≥ 525 МПа, σ_0,2 ≥ 480 МПа). Наилучшее сочетание значений ударной вязкости, вязкости разрушения и прочностных характеристик обеспечивается старением при температурах 140–150 ^оС: КСU = 200 кДж/м², К_с^у = 95 МПа√м (В = 200 мм), σ_в ≥ 490 МПа, σ_0,2 ≥  450 МПа, что обусловлено морфологией выделений одновременно присутствующих фаз T₁′ (Al₂CuLi), S′ (Al₂CuMg), θ′ (Al₂Cu).

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 8.1. «Высокопрочные свариваемые алюминиевые и алюминийлитиевые сплавы пониженной плотности с повышенной вязкостью разрушения» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»).

1. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1 (34). С. 3–33.
2. Антипов В. В., Колобнев Н. И., Хохлатова Л. Б. Развитие алюминий-литиевых сплавов и многоступенчатых режимов термической обработки // Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 183–195.
3. Каблов Е. Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. № 3. С. 2–14.
4. Magnusen P. E., Mooy D. C., Yocum L. A., Rioja R. J. Development of high toughness sheet and extruded products for airplane fuselage structures // The Minerals, Metals and Materials Society. 2012. P. 535–540.

5. Karabin L. M., Bray G. H., Rioja R. L., Venema G. Al – Li – Cu – Mg – (Ag) products for lower wing skin applications // The Minerals, Metals and Materials Society. 2012. P. 529–534.
6. Dorin T., Deschamps A., Geuser F. D., Weyland M. Quantitative description of the T1 morphology and strengthening mechanisms in an age-hardenable Al –Li – Cu alloy // The Minerals, Metals and Materials Society. 2012. P. 1155–1160.
7. Pat. 687444 US. High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plate suitable for use in a fuselage panel / Bes B., Ribes H., Sigli C., Warner T. ; publ. 29.06.2010.
8. Клочкова Ю. Ю., Грушко О. Е, Ланцова Л. П., Бурляева И. П., Овсянников Б. В. Освоение в промышленном производстве полуфабрикатов из перспективного алюминийлитиевого сплава В-1469 // Авиационные материалы и технологии. 2011. № 1. С. 8–12.
9. Клочков Г. Г., Грушко О. Е., Клочкова Ю. Ю., Романенко В. Ю. Промышленное освоение высокопрочного сплава В-1469 системы Al – Cu – Li – Mg // Труды ВИАМ. 2014. № 7. Ст. 01 [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://viam-works.ru/plugins/content/journal/uploads/articles/pdf/680.pdf
10. Каблов Е. Н., Антипов В. В., Сенаторова О. Г., Лукина Н. Ф. Новый класс слоистых алюмостеклопластиков на основе алюминий-литиевого сплава 1441 с пониженной плотностью // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2011. № SP2. С. 174–183.
11. Колобнев Н. И. История развития, фазовый состав и свойства сплавов системы Al – Cu – Li // Технология легких сплавов. 2015. № 2. С. 46–52.
12. Gumbmann E., Geuser F., Lefebvre W., Sigli Ch., Deschamps A. The influence of Mg and Ag on the precipitation kinetics and the formation of the T1 phase in Al – Cu – Li alloys // Conference proceedings of 14th International Conference on Aluminium Alloys (ICAA14). 2014. P. 945–950.
13. Рябова Е. Н., Колобнев Н. И., Хохлатова Л. Б., Оглодков М. С. Особенности структуры и свойств листов из сплавов системы Al – Cu – Li – Mg // Металлургия машиностроения. 2015. № 1. С. 17–19.
14. Захаров В. В. Структурно упрочненные алюминиевые сплавы // Технология легких сплавов. 2009. № 2. С. 21–29.
15. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 1986–01–01.
16. ГОСТ 25.506–85. Расчеты испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. — Введ. 1986–01–01.
17. Пат. 2560481 РФ. Сплав на основе системы Al – Cu – Li и изделие, выполненное из него / Каблов Е. Н., Колобнев Н. И., Антипов В. В., Хохлатова Л. Б., Вершинина Е. Н., Оглодков М. С. ; заявл. 01.07.2014 ; опубл. 20.08.2015, Бюл. № 23.