DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-385-399
Коноводов Дмитро Володимирович, к.т.н., доцент, кафедра обробки металів тиском, Дніпровський металургійний інститут, Український державний університет науки і технологій, вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, 49010, Україна. ORCID: 0000-0001-8282-4991. Email: d.v.konovodov@ust.edu.ua
Андреєв Віталій Валерійович, к.т.н., доцент, докторант, кафедра обробки металів тиском, Дніпровський металургійний інститут, Український державний університет науки і технологій, вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, 49010, Україна. ORCID: 0000-0002-9476-1921. Email: andreiev@metal-forming.org
Маслов Дмитрій Олександрович, аспірант, кафедра обробки металів тиском, Дніпровський металургійний інститут, Український державний університет науки і технологій, вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, 49010, Україна. ORCID: 0009-0004-8509-994X. Email: maslovdmytrii@gmail.com
ВПЛИВ ВИХІДНОЇ МІКРОСТРУКТУРИ СПЛАВУ СИСТЕМИ
Al-Mg-Sc НА УТВОРЕННЯ ДЕФЕКТІВ ГАРЯЧЕКАТАНИХ ШТАБ
Анотація. Актуальною проблемою сучасного виробництва у транспортній промисловості є забезпечення експлуатаційної надійності та довговічності виробів. Основною тенденцією сучасного розвитку транспорту є підвищення вимог до службових властивостей матеріалів. Це дозволяє забезпечити зменшення обсягів використання таких матеріалів та знизити масу виробів. В роботі розглянуто алюмінієві сплави системи Al-Mg-Sc, як клас матеріалів, що успішно застосовуються в техніці. Висока питома міцність алюмінієвих сплавів збільшує вантажопідйомність і зменшує експлуатаційні витрати пересувного транспорту. Висока корозійна стійкість матеріалу подовжує терміни експлуатації, розширює асортимент товарів, що перевозяться, включаючи рідини і гази з високою агресивної концентрацією. Сплави системи Al-Mg-Sc мають високу міцність, стійкість до корозії та гарно зварюються. У сучасному металургійному виробництві високу частку заготовок та виробів з вищевказаних сплавів, одержують методами обробки металів тиском. В даній роботі розглянуто процес прокатки, як вид обробки металів тиском, що має найбільшу продуктивність. Використання процесів обробки металів тиском при виготовленні заготовок та виробів відповідального призначення обумовлено можливістю отримання високих механічних властивостей матеріалу. Однак забезпечення високих механіко-експлуатаційних властивостей виробу залежить від рівномірності і ступеня проробки структури матеріалу. Це, в свою чергу, пов’язано з технологічними параметрами процесу прокатки такими, як ступінь та швидкість деформації, схеми головних напружень і деформацій, температурний інтервал обробки, швидкість охолодження тощо. Однак сплави алюмінію системи Al-Mg-Sc з вмістом магнію на рівні 5-6 % мають невисоку пластичність, що утруднює їх пластичну деформацію. Прийнято вважати, що для успішного проведення гарячої пластичної деформації необхідно створити найбільш сприятливі умови деформації. Експериментальні дослідження, які представлено в роботі, показали, що крім сприятливих умов деформації, на якість кінцевого продукту впливає мікроструктура металу вихідної заготовки. В роботі виконано аналіз мікроструктури зразків зі сплаву алюмінію 01570. На підставі аналізу встановлено наявність особливостей мікроструктури вихідної заготовки. Співставлення дефектів поверхні штаб після гарячої прокатки з результатами металографічного аналізу зразків, відібраних до та після прокатки, дозволило зробити висновки про вплив вихідної мікроструктури алюмінієвого сплаву на утворення цих дефектів.
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-385-399
Ключові слова: прокатка, штаба, алюміній, скандій, дефекти, структура, інтерметалід.
Посилання для цитування: Коноводов Д. В., Андреєв В. В. , Маслов Д. О. Вплив вихідної мікроструктури сплаву Al-Mg-Sc на утворення дефектів гарячекатаних штаб. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 385-399. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-385-399.
Перелік посилань
1. Guan-jun Gao, Chen He, Yong Li, Jia-dong Li, Zhao-dong Wang, R.D.K. MISRA. Influence of different solution methods on microstructure, precipitation behavior and mechanical properties of Al–Mg–Si alloy Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018. 28 (5). P. 839-847. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(18)64717-X
2. Poznak A., Marceau R. K. W., Sanders P. G. Composition dependent thermal stability and evolution of solute clusters in Al-Mg-Si analyzed using atom probe tomography. Materials Science and Engineering: A. 2018. No. 721. P. 47-60. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.02.074
3. Колпашников А. И. Прокатка листов из легких сплавов. Москва : Металлургия, 1979. 264 с.
4. Akamatsu H., Fujinami F., Horita Z., Langdon G. T. (2001). Influence of rolling on the superplastic behavior of an Al-Mg-Sc alloy after ECAP. Scripta Materialia. Vol. 44. No. 5. P. 759-764. https://doi.org/10.1016/S1359-6462(00)00666-7
5. Дослідження формозміни та напруженого стану при вільному куванні заготовок із алюмінієвого сплаву з питомою міцністю більше 120 м2/с2 / А. В. Ашкелянець, Д. В. Коноводов, В. В. Андреєв, О. В. Бондаренко. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Інноваційні технології та обладнання обробки матеріалів у машинобудуванні та металургії. 2018. №41 (1317). C. 8 – 12. URL: http://library.kpi.kharkov.ua/files/Vestniki/2018_41.pdf
6. Abbott B. T., Caceres H. C., Easton A. M. (2004). Design with Magnesium- Alloys, properties and casting processes. URL: https://www.researchgate.net/publication/265168745_Design_with_Magnesium-_Alloys_properties_and_casting_processes
7. Youn-Bae Kang. Critical Evaluation and Thermodynamic Optimization of the Binary System in the Mg-Ce-Mn-Y System. Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2007. Vol. 28. No. 4. P. 342 – 354. URL: https://www.researchgate.net/figure/Optimized-phase-diagram-of-the-Mg-Sc-system-compared-to-experimental-data-13-67-68_fig18_225593077
8. Van-Horn, Kent R. Aluminum. Volume 1. Properties, Physical Metallurgy and Phase Diagrams. Metals Park (Ohio): American Society for Metals, 1967, 399 p.
