Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

Белов Н. А., профессор кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов, nikolay-belov@yandex.ru

Шуркин П. К., аспирант каф. обработки металлов давлением, pa.shurkin@yandex.ru

Акопян Т. К., научный сотрудник кафедры, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, Москва, Россия, nemiroffandtor@ya.ru

Проведено экспериментальное исследование деформационной способности высокопрочного экономнолегированного алюминиевого сплава системы Al – Zn – Mg – Ni – Fe. С помощью расчетных методов определены критические температуры, а также спрогнозированы структурные изменения в процессе термодеформационной обработки. В условиях, близких к производственным, получен плоский слиток среднего сечения, который прошел через полный цикл обработки с получением горячекатаного листа толщиной 5,5 мм и тонколистового проката толщиной 0,5 мм (степени обжатия 86 и 90 % соответственно). Микроструктурные исследования показали, что на всех этапах железо и никель связаны в фазу Al9FeNi эвтектического происхождения, а неравновесные фазы после охлаждения на воздухе выделяются в виде мелкодисперсных частиц, не влияющих на технологическую пластичность. Тонколистовой прокат имеет структуру типа «естественный композит», где армирующую функцию выполня- ют равномерно распределенные эвтектические алюминиды компактной формы размерами 1–2 мкм. В результате упрочняющей термообработки по режимам Т и Т1 получили конкурентоспособные показатели механических свойств, в частности предел прочности составлял 481 и 580 МПа соответственно. Показано, что сплав обозначенной системы может быть также успешно получен в виде прессованных полос, что подтверждено исследованиями образцов, предоставленных индустриальным партнером ОК РУСАЛ. Прессованные полосы отличались высокой пластичностью (выше 14 %) в состоянии Т1. Как в результате прокатки, так и в результате прессования разность предела прочности и предела текучести в состояниях Т и Т1 превышает 200 МПа, что свидетельствует о возможности регулирования свойств подбором режимов термообработки.

Cтатья подготовлена в рамках соглашения № 14.578.21.0039 (уникальный идентификатор проекта RFMEFI57814X0039) о предоставлении субсидии Минобрнауки России в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».

1. Белов Н. А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. — М. : МИСиС, 2010. — 511 с.
2. Белецкий В. М., Кривов Г. А. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение) : справочник / под ред. И. Н. Фридляндера. — Киев : КОМИНТЕХ, 2005. — 365 с.
3. Алиева С. Г., Альтман М. Б., Амбарцумян С. М. и др. Промышленные алюминиевые сплавы : справочник. — М. : Металлургия, 1984. — 528 с.
4. Xing Huang, Qinglin Pan, Bo Li, Zhiming Liu, Zhiqi Huang, Zhimin Yin. Microstructure, mechanical properties and stress corrosion cracking of Al – Zn – Mg – Zr alloy sheet with trace amount of Sc // J. Alloys Compd. 2015. No. 650. P. 805–820.
5. Yunjia Sh, Qinglin Pan, Mengjia Li, Xing Huang, Bo Li. Effect of Sc and Zr additions on corrosion behavior of Al – Zn – Mg – Cu alloys // J. Alloys Compd. 2014. No. 612. P. 42–50.
6. Rometsch P. A., Zhang Y., Knigh S. Heat treatment of 7xxx series aluminium alloys — some recent developments // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2014. No. 24. P. 2003−2017.
7. Li Chun Mei, Chen Zhi Qian, Zeng Su Min, Cheng Nan Pu, Chen Tian Xiao. Intermetallic phase formation and evolution during homogenization and solution in Al – Zn – Mg – Cu alloys // Science China. 2014. No. 56. P. 2827–2838.
8. Ibrahim M. F., Samuel A. M., Samuel F. H. A preliminary study on optimizing the heat treatment of high strength Al – Cu – Mg – Zn alloys // Materials and Design. 2014. No. 57. P. 342–350.
9. Tao Xiao, Yunlai Deng, Lingying Ye, Huaqiang Lin, Chaojun Shan, Pengwei Qian. Effect of three-stage homogenization on mechanical properties and stress corrosion cracking of Al – Zn – Mg – Zr alloys // Materials Science & Engineering A. 2015. No. 675. P. 280–288.
10. Kai Wen, Yunqiang Fan, Guojun Wang, Longbin Jin, Xiwu Li, Zhihui Li, Yongan Zhang, Baiqing Xiong. Aging behavior and precipitate characterization of a high Zn-containing Al – Zn – Mg – Cu alloy with various tempers // Materials and Design. 2016. No. 101. P. 16–23.
11. Ketabchi М., Mohammadi H., Izadi M. Finite-element simulation and experimental investigation of isothermal backward extrusion of 7075 Al alloy // Arab. J. Sci. Eng. 2012. No. 37. P. 2287–2296.
12. Deng Ying, Yin Zhi-min, Cong Fu-guan. Thermo-plasticity of highstrength and high-ductility 7050 aluminum ingot // J. Cent. South Univ. 2012. No. 19. P. 1169−1174.
13. Вахромов P. O., Ткаченко Е. А., Антипов В. В. Закономерности формирования структуры и свойств ковочных сплавов системы Al – Zn – Mg – Cu c различным содержанием основных легирующих компонентов, микродобавок и примесей // Вестник СГАУ. 2012. № 5 (35). С. 225–232.

14. Белов Н. А., Щербаков М. В., Белов В. Д. О технологичности высокопрочного экономнолегированного никалина АЦ6Н0,5Ж при литье, прокатке и сварке // Цветные металлы. 2011. № 12. С. 94–98.
15. Belov N. A., Belov V. D., Alabin A. N., Mishurov S. S. New generation of economically alloyed aluminum alloys // Metallurgist. 2010. Vol. 54, No. 5. P. 311–316.
16. Пат. 2484168 РФ. Высокопрочный экономнолегированный сплав на основе алюминия / Белов Н. А., Белов В. Д., Алабин А. Н., Злобин Г. С., Мишурин С. С. ; заявл. 21.02.2012. ; опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.
17. ГОСТ 1497—84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 1986-01-01.
18. Наумова Е. А., Белов Н. А., Никитин Б. К., Громов А. В. Исследование технологических и механических свойств новых литейных эвтектических алюминиевых сплавов типа «естественные композиты» // Новости материаловедения. Наука и техника. 2016. № 3 (21). С. 13–20.