Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

М. А. Никитина, инженер лаборатории механики градиентных наноматериалов имени А. П. Жиляева, эл. почта: mgurbich@yandex.ru
А. М. Песин, профессор кафедры технологий обработки материалов (ТОМ), докт. техн. наук, эл. почта: pesin@bk.ru
Л. В. Носов, инженер лаборатории механики градиентных наноматериалов имени А. П. Жиляева, эл. почта: nosov.leopold@yandex.ru
Д. О. Пустовойтов, доцент кафедры ТОМ, эл. почта: pustovoitov_den@mail.ru

Одной из тенденций развития алюминиевых сплавов системы Al – Mg является повышение прочности без увеличения плотности путем введения добавок редкоземельных металлов, например скандия, который за счет дисперсионного упрочнения позволяет значительно повысить условный предел текучести. Главным недостатком скандийсодержащих сплавов (Al – 2 % Sc) является их высокая стоимость, попытки снизить которую на данный момент не привели к значительному снижению стоимости готовой продукции. Высокая стоимость полуфабрикатов является сдерживающим фактором применения сплавов системы Al – Sc в различных отраслях промышленности. Одним из способов снижения стоимости полуфабрикатов является уменьшение издержек в процессе их производства. Рассмотрена замена симметричной прокатки на асимметричную на последних проходах горячей и холодной прокатки, что позволяет значительно сократить число проходов. Исследования проведены на алюминиевом термически неупрочняемом деформируемом сплаве системы Al – Mg – Sc марки 1545К. Катаные полуфабрикаты по стандартной технологии и с применением асимметричной прокатки изготовлены на лабораторно-промышленном двухвалковом стане ДУО 400 лаборатории механики градиентных наноматериалов им. А. П. Жиляева Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. Асимметричная прокатка позволила значительно снизить усилие за проход; обжатия за один проход стали выше, чем при стандартной технологии. Полученные механические характеристики и исследование микроструктуры свидетельствуют о положительном влиянии метода асимметричной прокатки на свойства алюминиевого деформируемого сплава 1545К.

Исследования выполнены за счет гранта РНФ (соглашение № 22-49-02041).

1. Филатов Ю. А. Алюминиевые сплавы системы Al – Mg – Sc для космической техники // Технология легких сплавов. 2013. № 4. С. 61–65.
2. Захаров В. В., Филатов Ю. А. Современные тенденции развития алюминиевых сплавов, легированных скандием // Технология легких сплавов. 2022. № 3. С. 9–18.
3. Филатов Ю. А. Развитие представлений о легировании скандием сплавов Al – Mg // Технология легких сплавов. 2015. № 2. С. 19–22.
4. Пат. 2343218 РФ, МПК C22C 21/08. Криогенный деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия / Филатов Ю. А., Елагин В. И., Захаров В. В., Панасюгина Л. И. и др. ; заявл. 06.04.2007 ; опубл. 10.01.2009, Бюл. № 1.
5. Захаров В. В., Филатов Ю. А., Дриц А. М. Возможности повышения прочностных свойств крупногабаритных полуфабрикатов из сплавов Al – Mg – Sc // Технология легких сплавов. 2023. № 4. С. 34–41.
6. Nikitina M., Gradoboev A., Ryabov D., Vakhromov R. et al. Efficiency of Sc for strengthening and formability improvement of 5XXX BIW Sheets // Light Metals 2023. TMS 2023. The Minerals, Metals & Materials Series. P. 1223–1228.
7. Pat. US3619181 A : МПК51 C 22 C 21/00. Aluminum scandium alloy / Willey L. A. ; Aluminum Co Of America. – 771669; заявл. 29.10.1968 ; опубл. 09.11.1971. 8 p.
8. Дриц М. Е., Торопова Л. С., Быков Ю. Г., Елагин В. И. и др. Структура и свойства сплавов Al – Sc и Al – Mg – Sc / Металлургия и металловедение цветных сплавов. — М. : Наука, 1982. С. 213–223.
9. Захаров В. В., Елагин В. И., Ростова Т. Д., Филатов Ю. А. Металловедческие принципы легирования алюминиевых сплавов скандием // Технология легких сплавов. 2010. № 1. С. 67–73.
10. Филатов Ю. А., Байдин Н. Г., Доброжинская Р. И. и др. Новый термически неупрочняемый свариваемый криогенный сплав 1545К системы Al – Mg – Sc // Технология легких сплавов. 2014. № 1. С. 32–36.
11. Кондратьева Н. Б., Золоторевский Ю. С. Сплавы алюминия с магнием (магналии) // Промышленные алюминиевые сплавы : справ. изд. / Алиева С. Г., Альтман М. Б., Амбарцумян С. М. и др. — 2-е изд. перераб. и доп. — М. : Металлургия, 1984. С. 37–51.
12. Логинов Ю. Н., Непряхин С. О., Исякаев К. Т. Моделирование толстолистовой прокатки алюминиевого сплава с вариантностью прохождения процессов разупрочнения // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2024. Т. 22, № 3. С. 178–187.
13. Песин А. М., Пустовойтов Д. О., Швеева Т. В. и др. Моделирование немонотонности течения металла при асимметричной тонколистовой прокатке с рассогласованием скоростей валков // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2017. Т. 15, № 1. С. 56–63.
14. Kozhevnikov А., Shalaevskii D., Kozhevnikov I., Smirnov А. et al. Algorithm for designing asymmetrical rolling mode // Ferrous Metallurgy Bulletin of Scientific Technical and Economic Information. 2024. Vol. 80. P. 72–81.
15. Песин А. М., Пустовойтов Д. О., Песин И. А., Кожемякина А. Е. и др. Разработка технологических схем асим метричной прокатки алюминиевых лент, обладающих повышенной прочностью и пластичностью // Теория и тех нология металлургического производства. 2022. № 41. С. 32–40.
16. Zhi C. C., Wu Z. Y., Ma L. F., Huang Z. Q. et al. Effect of thickness ratio on interfacial structure and mechanical properties of Mg/Al composite plates in differential temperature asymmetrical rolling // J. Mater. Res. Technol. 2023. Vol. 24. P. 8332–8347.
17. Amegadzie M. Y., Bishop D. P. Effect of asymmetric rolling on the microstructure and mechanical properties of wrought 6061 aluminum // Mater. Today Commun. 2020. Vol. 25. 101283.
18. Qilin Zhao, Xianlei Hu, Xianghua Liu. Analysis of mechanical parameters in multi-pass asymmetrical rolling of strip by slab method // Materials. 2023. Vol. 16, Iss. 18. 6286.
19. ГОСТ 9498–2019. Слитки плоские из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов для проката. Технические условия. — Введ. 01.12.2019.