АО «Арконик С МЗ», Самара, Россия:

В. В. Яшин, менеджер, эл. почта: Vasiliy.Yashin@arconic.com
И. А. Латушкин, ведущий специалист, эл. почта: Ilya.Latush kin@arconic.com
Е. С. Читнаева, руководитель направления по совершенствованию технологических процессов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева, Самара, Россия:

Е. В. Арышенский, доцент кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения, канд. техн. наук

Исследован процесс рекристаллизации в образцах из алюминиевого сплава системы Al – Mg 1565ч (по российской классификации). Образцы получены из литого слитка, изготовленного промышленным непрерывным литьем в кристаллизатор скольжения, гомогенизированного по стандартному промышленному режиму. Далее заготовки нагреты до температур 350–500 ^oC и прокатаны на лабораторном стане по разным технологическим режимам с целью охватить весь возможный диапазон температур и скоростей деформации, применяемых в прокатном производстве. После прокатки образцы отжигали при температурах 350, 400 и 450 ^oC, при помощи оптического микроскопа изучали полученную микроструктуру. В ходе работы определена скорость появления зародышей новых зерен и скорость их роста, получены аналитические зависимости, характеризующие кинетику рекристаллизации, которые могут быть использованы при моделировании процесса рекристаллизации исследуемого сплава. Выделены основные отличия в процессе рекристаллизации, присущие данному сплаву относительно сплава АА5182 (классификация американской алюминиевой ассоциации). Показано, что процесс рекристаллизации сплава 1565ч в случае деформации литой структуры с малыми степенями деформации (ε = 0,140,56) обладает рядом особенностей. Первая — высокая скорость появления зародышей новых зерен; вторая — низкая скорость роста зерен вплоть до полной блокады. Определена оптимальная температура процесса рекристаллизации — 400 ^oC, при которой процесс протекает более чем на 75 %. При понижении температуры (350 ^oC) увеличивается инкубационный период, и рекристаллизация затухает при оценочной величине объема рекристаллизованной структуры ~30 %. В условиях же 450 ^oC структура насыщена мелкими зародышами новых зерен, которые появляются, видимо, на протяжении нагрева, но ввиду высокой интенсивности процессов возврата и полигонизации движущая сила рекристаллизации сводится к нулю, она останавливается при смешанной структуре с объемом рекристаллизованных зерен не более 20 %.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда, проект 18-79-10099.

1. Hirsch J. Aluminium sheet fabrication and processing // Fundamentals of Aluminium Metallurgy: production, processing and applications. 2011. P. 719–746.
2. Hirsch J. Texture Evolution during Rolling of Aluminium Alloys // Light Metals. Warrendale Proceedings. 2008. Vol. 2008. P. 1071.
3. Schäfer C., Mohles V., Gottstein G. Modeling of texture development during tandem hot rolling of AA3103 // Applications of Texture Analysis. 2008. P. 537–545.
4. Engler O., Löchte L., Karhausen K. F. Modelling of recrystallisation kinetics and texture during the thermo-mechanical processing of aluminium sheets // Materials Science Forum. 2005. Vol. 495. P. 555–566.
5. Engler O. Simulation of rolling and recrystallization textures in aluminium alloy sheets // Materials science forum. 2007. Vol. 550. P. 23–34.
6. Engler O., Vatne H. E. Modeling the recrystallization textures of aluminum alloys after hot deformation // JOM. 1998. Vol. 50, No. 6. P. 23–27.
7. Hirsch J. Textures in industrial processes and products // Materials Science Forum. 2012. Vol. 702. P. 18–25.
8. Головнин М. А., Исхаков Р. Ф. Формирование свойств алюминиевого сплава в режиме горячей прокатки // III Международная научная школа для молодежи «Материаловедение и металлофизика легких сплавов» : сб. трудов. — Екатеринбург : УРФУ, 2014. С. 208–210.
9. Orlov V. К., Drozd V. G., Sarafanov М. А. Особенности прокатки плит из алюминиевых сплавов // Производство проката. 2016. № 4. C. 11–16.
10. Арышенский Е. В., Тептерев М. С., Латушкин И. А. Изучение влияния содержания железа на текстуру горячекатаных заготовок из сплава 3104 // Электротехника. Энергетика. Машиностроение : сборник научных трудов I Между народной научной конференции молодых ученых. 2014. С. 258–261.
11. Яшин В. В., Арышенский В. Ю., Латушкин И. А., Тептерев М. С. Обоснование технологии изготовления плоского проката из алюминиевых сплавов системы Al – Mg – Sc для аэрокосмической промышленности // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 75–82. DOI: 10.17580/tsm.2018.07.12.
12. Hui Z., Libin Y., Dashu P., Gaoyong L. Recrystallization model for hot-rolling of 5182 aluminum alloy [J] // Trans Nonferrous Met. Soc. China. 2001. Vol. 11, No. 3. P. 382–386.
13. Wells M. A., Samarasekera I. V., Brimacombe J. K., Hawbolt E. B. et al. Modeling the microstructural changes during hot tandem rolling of AA5XXX aluminum alloys: Part I. Microstructural evolution // Metallurgical and Materials Transactions B. 1998. Vol. 29, No. 3. P. 611–620.
14. Yashin V., Aryshenskii E., Hirsch J., Konovalov S. et al. Study of recrystallization kinetics in AA5182 aluminium alloy after deformation of the as-cast structure // Materials Research Express. 2019. Vol. 6, No. 6. DOI: 10.1088/2053-1591/ab085f.
15. Горелик С. С., Капуткина Л. М., Добаткин С. В. Рекристаллизация металлов и сплавов. — М. : МИСиС, 2003. — 452 с.
16. Koohbor B. On the influence of rolling path change on static recrystallization behavior of commercial pur ity aluminum // International Journal of Material Forming. 2014. Vol. 7, No. 1. P. 53–63.
17. Aryshenskii E. V., Bazhin V. Y., Kawalla R. Strategy of refining the structure of aluminummagnesium alloys by complex microalloying with transition elements during casting and subsequent thermomechanical processing // Non-ferrous Metals. 2019. No. 1. P. 28–32. DOI: 10.17580/nfm.2019.01.05.
18. Nam A., Aryshenskii E., Kawalla R., Yashin V. et al. Modelling of cooling and recrystallization kinetics during self-annealing of aluminium coils // Materials Science Forum. 2018. Vol. 918. Р. 110–116.
19. Арышенский В., Гречникова А. Ф., Яшин В. В. Изучение связи текстурных компонент с показателями анизотропии и фестонистости в горячекатаной заготовке из сплава 3104 // Электротехника. Энергетика. Машиностроение : сборник научных трудов I Международной научной конференции молодых ученых. 2014. Т. 3. С. 261–264.
20. Humphreys F. J., Hatherly M. Recrystallization and related annealing phenomena. — Pergamon : Elsevier, 2012. — 520 p.
21. Dalland O., Nes E. Origin of cube texture during hot rolling of commercial Al Mn Mg alloys // Acta Materialia. 1996. Vol. 44, No. 4. P. 1389–1411.
22. Vatne H. E., Nes E., Daaland O. On the formation of cube texture in aluminium // Materials Science Forum. 1994. Vol. 157. P. 1087–1094.
23. Vatne H. E., Nes E. The origin of recrystallization texture and the concept of micro-growth selection // Scripta Metallurgica et Materialia. United States. 1994. Vol. 30, No. 3. DOI: 10.1016/0956-716X(94)90380-8.
24. Avrami M. Kinetics of phase change. I General theory // The Journal of Chemical Physics. 1939. Vol. 7, No. 12. P. 1103–1112.
25. ГОСТ 4784–2019. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. — Введ. 01.09.2019.
26. ГОСТ 21073.2–75. Металлы цветные. Определение величины зерна методом подсчета зерен. — Введ. 30.06.1976.
27. Чурюмов А. Ю. Расчет предела текучести и деформационного упрочнения алюминиевых сплавов по параметрам структуры : дис. … канд. техн. наук. — М., 2008.