Журналы →  Цветные металлы →  2023 →  №10 →  Назад

Материаловедение
К 110-летию И. Н. Фридляндера
Название Влияние температурно-временных параметров искусственного старения на структуру и свойства прессованных полуфабрикатов из высокопрочного алюминиевого сплава В-1977
DOI 10.17580/tsm.2023.10.09
Автор Шляпникова Т. А., Сомов А. В., Иванов А. Л., Селиванов А. А.
Информация об авторе

Всероссийский институт авиационных материалов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Москва, Россия

Т. А. Шляпникова, заместитель начальника лаборатории, канд. техн. наук
А. В. Сомов, ведущий инженер, эл. почта: andrey-somov@inbox.ru
А. Л. Иванов, ведущий инженер
А. А. Селиванов, начальник лаборатории, канд. техн. наук

Реферат

Разработка современных высокопрочных алюминиевых сплавов является одним из актуальных направлений развития авиационных материалов с целью повышения весовой эффективности и надежности нового поколения самолетов и ракетной техники. Выполнено исследование влияния температурно-временных параметров искусственного старения на свойства и структуру прессованных профилей из сплава В-1977 толщиной до 60 мм для решения задачи выбора режима термической обработки, обеспечивающего требуемый комплекс свойств. Методами оптической и просвечивающей электронной микроскопии исследованы особенности структурно- в результате выделения дисперсных частиц упрочняющей фазы достигается максимальная прочность, а после второй ступени старения наблюдается уменьшение прочности сплава в результате подрастания размера этих частиц. Определены механические свойства при растяжении, коррозионная стойкость и вязкость разрушения прессованных профилей из сплава В-1977 после одно- и двухступенчатого режимов старения. Установлены параметры двухступенчатого (Т2) искусственного старения прессованных профилей из сплава В-1977, которые обеспечивают достижение высокой прочности (σв = 700 МПа, σ0,2 = 675 МПа), удовлетворительную коррозионную стойкость (склонность к расслаивающей коррозии— 4 балла, к межкристаллитной — не более 60 мкм) и повышенную вязкость разрушения (37,2 МПа·м1/2), необходимые для деталей основных силовых конструкций авиационных и ракетных изделий нового поколения.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 8.1 «Высокопрочные свариваемые алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы пониженной плотности с повышенной вязкостью разрушения» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»), в рамках Государственного контракта № 21411.1770290019.18.008 от 01.03.2021.

Ключевые слова Высокопрочный алюминиевый сплав В-1977, сплавы системы Al – Zn – Mg – Cu, ступенчатое старение, вязкость разрушения, прессованные полуфабрикаты, структура, механические свойства, термическая обработка
Библиографический список

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. С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33
2. Фридляндер И. Н. Алюминиевые сплавы в летательных аппаратах в период 1970-2015 гг. // Технология легких сплавов. 2002. № 4. С. 12–17.
3. Сенаторова О. Г., Антипов В. В., Бронз А. В., Сомов А. В. и др. Высокопрочные и сверхпрочные сплавы традиционной системы Al – Zn – Mg – Cu, их роль в технике и возможности развития // Технология легких сплавов. 2016. № 2. С. 43–49.
4. Нечайкина Т. А., Блинова Н. Е., Иванов А. Л., Козлова О. Ю. и др. Исследование влияния режимов гомогенизации и закалки на структуру и механические свойства раскатных колец из сплава В95о.ч.-Т2 // Труды ВИАМ: 2018. № 10. Ст. 04. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-10-27-36
5. Троянов В. А., Уксусников А. Н., Сенаторова О. Г., Пушин В. Г. Структурно-фазовые изменения при двухступенчатом старении высокопрочных сплавов системы Al – Zn – Mg – Cu // Материаловедение. 2013. № 1. С. 11–16.
6. Фридляндер И. Н., Сенаторова О. Г., Ткаченко Е. А., Молостова И. И. Развитие и применение высокопрочных сплавов системы Al – Zn – Mg – Cu для авиакосмической техники // 75 лет. Авиационные материалы. — М. : ВИАМ, 2007. С. 155–163.
7. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения и цифровые технологии их переработки // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90, № 4. С. 331–334. DOI: 10.31857/S0869587320040052
8. Курс М. Г. Прогнозирование прочностных свойств обшивки ЛА из деформируемого алюминиевого сплава В95о.ч.-Т2 с применением интегрального коэффициента коррозионного разрушения // Труды ВИАМ. 2018. № 5. С. 101-109. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-5-101-109
9. Антипов В. В., Сенаторова О. Г., Сидельников В. В., Попов В. И. и др. Разработка, освоение и применение особопрочных сплавов системы Al – Zn –Mg – Cu – Zr для авиационной и ракетной техники // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2014. № 2. С. 7–11.
10. Романова Р. Р., Уксусников А. Н., Сенаторова О. Г., Фридляндер И. Н. Влияние ступенчатого старения на структуру, механические и коррозионные свойства сплава В95пч // Физика металлов и металловедение. 1995. Т. 80, Вып. 4. С. 110–118.
11. Сенаторова О. Г., Серебренникова Н. Ю., Антипов В. В., Иванов А. Л. и др. Исследование структуры и свойств плиты толщиной 80 мм из сплава В95пчТ2 // Технология легких сплавов. 2016. № 2. С. 37–42.
12. Фридляндер И. Н., Сенаторова О. Г., Ткаченко Е. А. Высокопрочные сплавы системы Al – Zn – Mg – Cu // Машиностроение: энциклопедия в 40 томах. Т. II-3. Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. — М. : Машиностроение, 2001. С. 94–128.
13. Елагин В. И., Бер Л. Б., Ростова Т. Д., Уколова О. Г. Совершенствование трехступенчатых режимов старения сплавов системы Al – Zn – Mg – Cu // Технология легких сплавов. 2009. № 2. С. 12–19.
14. Бер Л. Б. Ступенчатые режимы старения алюминиевых сплавов // Технология легких сплавов. 2010. № 3. С. 5–21.
15. Фридляндер И. Н. Создание, исследование и применение алюминиевых сплавов: избранные труды: к 100-летию со дня рождения / под общ. ред. Е. Н. Каблова. — М. : Наука, 2013. — 291 с.
16. Каблов Е. Н., Нечайкина Т. А., Сомов А. В., Иванов А. Л. и др. Влияние термической обработки на структуру и свойства прессованных полуфабрикатов из перспективного сверхпрочного алюминиевого сплава В-1977 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2023. № 1(811). С. 28–33.
17. Левчук В. В., Трапезников А. В., Пентюхин С. И. Коррозионностойкие литейные алюминиевые сплавы (обзор) // Труды ВИАМ. 2018. № 7. 04. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-7-33-40
18. Киричок П. Ф. Коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей: ключевые особенности и методы испытаний (обзор) // Труды ВИАМ. 2018. № 7. 12. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-7-106-116
19. Нечайкина Т. А., Сомов А. В., Иванов А. Л., Козлова О. Ю. Исследование влияния термического упрочнения по режиму Т1 на структуру и комплекс свойств прессованных полос из перспективного сверхпрочного алюминиевого сплава системы Al – Zn – Mg – Cu // Материаловедение. 2020. № 10. С. 11–16.
20. Антипов В. В. Перспективы развития алюминиевых, магниевых и титановых сплавов для изделий авиационно-космической техники // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 186–194. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-186-194
21. Асташкин А. И., Бабанов В. В., Селиванов А. А., Ткаченко Е. А. Структура и свойства массивных поковок с пониженным уровнем остаточных напряжений из алюминиевого сплава 1933сб сбалансированного состава // Труды ВИАМ. 2021. № 7. 02. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-7-13-21
22. Нечайкина Т. А., Оглодков М. С., Иванов А. Л., Козлова О. Ю. и др. Особенности закалки широких обшивочных плакированных листов из алюминиевого сплава В95п.ч. на линии непрерывной термической обработки // Труды ВИАМ. 2021. № 11. 03. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-11-25-33
23. Нефедова Ю. Н., Шляпникова Т. А., Иванов А. Л., Сидельников В. В. Методы снижения остаточных напряжений при закалке высокопрочных алюминиевых сплавов // Труды ВИАМ. 2023. № 7. 03. DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-7-23-33
24. Асташкин А. И., Бабанов В. В., Селиванов А. А., Ткаченко Е. А. и др. Улучшение прокаливаемости массивных поковок из сплавов системы Al – Zn – Mg – Cu путем сбалансированного легирования цинком и магнием // Авиационные материалы и технологии. 2021. № 2. 04. DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-2-35-42
25. Huan Zhao, De Geuser F., Kwiatkowski da Silva A., Szczepaniak A. et al. Segregation assisted grain boundary precipitation in a model Al – Zn – Mg – Cu alloy // Acta Materialia. 2018. Vol. 156. P. 318–329.
26. Cassell A. M., Robson J. D., Race C. P., Eggeman A. et al. Dispersoid composition in zirconium containing Al – Zn – Mg – Cu (AA7010) aluminium alloy // Acta Materialia. 2019. Vol. 169. P. 135–146.
27. Пат. 2556849 РФ. Высокопрочный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него / О. Г. Сенаторова, Е. Н. Каблов, В. В. Антипов, А. В. Сомов и др. ; заявл. 14.04.2014; опубл. 20.07.2015
28. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 01.01.1986.
29. ГОСТ 9.904–82. Единая система защиты от коррозии и старения. Сплавы алюминиевые. Метод ускоренных испытаний на расслаивающую коррозию. — Введ. 01.07.1983.
30. ГОСТ 9.021–74. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий и сплавы алюминиевые. Методы ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию. — Введ. 01.01.1975.
31. ГОСТ 25.506–85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. — Введ. 01.01.1986.

Language of full-text русский
Полный текст статьи Получить
Назад