НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия

А. В. Заводов, инженер 2-й категории, канд. техн. наук, эл. почта: zavodovad@gmail.com
Е. А. Лукина, начальник лаборатории, канд. техн. наук, эл. почта: evaluk69@gmail.com
Т. А. Шляпникова, зам. начальника лаборатории, канд. техн. наук, эл. почта: tanusha1607@yandex.ru

Выполнен сравнительный анализ влияния одно-, двух- и трехступенчатых режимов старения алюминиевого сплава В-1977 на механические и коррозионные свойства и характеристики метастабильных упрочняющих T'- и η'-фаз. Методом просвечивающей электронной микроскопии с применением количественного анализа показано, что максимальное упрочнение (720 МПа) достигается при применении одноступенчатого режима старения T1 при температуре 120 ^oC в течение 24 ч в результате одновременного образования зон Гинье – Престона I типа (ГПI) и пластинчатой метастабильной η'-фазы размерами 3,2 и 4,0 нм соответственно. Применение трехступенчатого режима старения T12 снижает прочность сплава до 680 МПа за счет укрупнения η'-фазы в объеме зерна с 4,0 до 5,7 нм и двукратного увеличения η-фазы на границах зерен, а также образования второй метастабильной сферической T’-фазы размером 3,3 нм вместо зон ГПI. Показано, что присутствие интерметаллидов циркония Al₃Zr, обладающих полностью когерентной межфазной границей, не оказывает влияния на характер зарождения метастабильной η'-фазы. Отмечено, что применение трехступенчатого режима старения T12 позволяет сохранить высокий уровень прочностных свойств сплава В-1977, снизив склонность к расслаивающей коррозии с 7–8 до 4–5 баллов.

1. Фридляндер И. Н. Высокопрочные алюминиевые сплавы с цинком, магнием и медью // Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. № 9. С. 11–13.
2. Сенаторова О. Г. 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.
3. Каблов Е. Н. 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. С. 28–33.
4. Каблов Е. Н. и др. Исследование применения комбинированного анодного растворения алюминиевого сплава системы Al – Mg – Si – Cu с целью прогнозирования потери механических свойств при атмосферной коррозии // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 2. С. 63–73. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-2-63-73

5. Абрамова М. Г. К вопросу о подтверждении идентичности механизма коррозионного разрушения алюминиевых сплавов (обзор). Часть 1. Атмосферная коррозия // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 4. С. 86–94. DOI: 10.18577/ 2071-9140-2020-0-4-86–94
6. Абрамова М. Г. К вопросу о подтверждении идентичности механизма коррозионного разрушения алюминиевых сплавов (обзор). Часть 2. Коррозия в морской воде // Авиационные материалы и технологии. 2021. № 1. С. 95–103. DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-95–103
7. Сенаторова О. Г. и др. Влияние различных малых добавок на структуру и свойства листов из высокопрочных сплавов системы Al – Zn – Mg – Cu // Авиационные материалы и технологии. 2002. № 2. С. 91–95.
8. Сенаторова О. Г. и др. Исследование структуры и свойств особопрочных алюминиевых сплавов Al – Zn – Mg – Cu // Металлург. 2016. № 9. С. 78–82.
9. Dai P. et al. Thermal stability analysis of a lightweight Al – Zn – Mg – Cu alloy by TEM and tensile tests // Materials Characterization. 2019. Vol. 153. P. 271–283.
10. Асташкин А. И. и др. Структура и свойства массивных поковок с пониженным уровнем остаточных напряжений из алюминиевого сплава 1933сб сбалансированного состава // Труды ВИАМ. 2021. № 7. С. 13–21. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-7-13–21

11. Tai C.-L. et al. The effect of minor addition of Mn in AA7075 Al – Zn – Mg – Cu aluminum alloys on microstructural evolution and mechanical properties in warm forming and paint baking processes // International Journal of Lightweight Materials and Manufacture. 2023. Vol. 6, Iss. 4. P. 521–533.
12. Фридляндер И. Н. Закономерности старения алюминиевых сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. № 6. С. 22–28.
13. Фридляндер И. Н., Герчикова Н. С., Зайцева Н. И. Исследование кинетики старения сплава В92Ц системы Al – Zn – Mg // Металловедение и термическая обработка металлов. 1966. № 8. С. 11–15.
14. Zou Y. et al. Co-precipitation of T' and η' phase in Al – Zn – Mg – Cu alloys // Materials Characterization. 2020. Vol. 169. 110610.
15. Zou Y. et al. Investigation on microstructure and mechanical properties of Al – Zn – Mg – Cu alloys with various Zn/Mg ratios // Journal of Materials Science & Technology. 2021. Vol. 85. P. 106–117.
16. Zou Y. et al. Tailoring phase fractions of T' and η' phases in dualphase strengthened Al – Zn – Mg – Cu alloy via ageing treatment // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2022. Vol. 32, Iss. 10. P. 3182–3196.
17. Bendo A. et al. Atomic scale HAADF-STEM study of η' and η₁ phases in peak-aged Al – Zn – Mg alloys // Journal Materials Science. 2018. Vol. 53, Iss. 6. P. 4598–4611.
18. Chung T.-F. et al. Transmission electron microscopy investigation of separated nucleation and in-situ nucleation in AA7050 aluminium alloy // Acta Materialia. 2018. Vol. 149. P. 377–387.
19. Chung T.-F. et al. An atomic scale structural investigation of nanometre-sized η precipitates in the 7050 aluminium alloy // Acta Materialia. 2019. Vol. 174. P. 351–368.
20. Онищенко Г. Г., Каблов Е. Н., Иванов В. В. Научно-технологическое развитие России в контексте достижения национальных целей: проблемы и решения // Инновации. 2020. № 6. С. 3–16.
21. Нечайкина Т. А. и др. Исследование влияния термического упрочнения по режиму T1 на структуру и комплекс свойств прессованных полос из перспективного сверхпрочного алюминиевого сплава системы Al – Zn – Mg – Cu // Материаловедение. 2020. № 10. С. 11–16.
22. Dorward R. C. Precipitate coarsening during overaging of Al – Zn – Mg – Cu alloy // Materials Science and Technology. 1999. Vol. 15, Iss. 10. P. 1133–1138.
23. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 01.01.1986.
24. ГОСТ 9.904–82. Единая система защиты от коррозии и старения. Сплавы алюминиевые. Метод ускоренных испытаний на расслаивающую коррозию. — Введ. 01.07.1983.
25. Кан Р. У., Хаазен П. Т. Физическое металловедение: в 3-х т. Т. 2: Фазовые превращения в металлах и сплавах и сплавы с особыми физическими свойствами. — 3-е изд., перераб. и доп. пер. с англ. — М. : Металлургия, 1990. — 624 с.
26. Вахромов Р. О. и др. Влияние гомогенизационного отжига на структуру и свойства слитков из сплава 1933 системы Al – Zn – Mg – Cu // Труды ВИАМ. 2015. № 11. 01. DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-11-1-1
27. Wang W. Z. et al. Revisiting the role of Zr micro-alloying in a Mg – Nd – Zn alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 832. 155016.
28. Sha G., Cerezo A. Early-stage precipitation in Al – Zn – Mg – Cu alloy (7050) // Acta Materialia. 2004. Vol. 52, Iss. 15. P. 4503–4516.
29. Фридляндер И. Н., Сенаторова О. Г., Губарева Т. Ф. Кинетика двухступенчатого старения сплава В95 // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. № 6. С. 27–30.
30. Yang X. B. et al. A high-strength Al – Zn – Mg alloy hardened by the T-phase precipitates // Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 610. P. 69–73.