RU2641211C1 - Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy - Google Patents
Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641211C1 RU2641211C1 RU2016150778A RU2016150778A RU2641211C1 RU 2641211 C1 RU2641211 C1 RU 2641211C1 RU 2016150778 A RU2016150778 A RU 2016150778A RU 2016150778 A RU2016150778 A RU 2016150778A RU 2641211 C1 RU2641211 C1 RU 2641211C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corrosion
- alloy
- billets
- strength
- annealing
- Prior art date
Links
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Mg] Chemical compound [AlH3].[Mg] GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JECXXFXYJAQVAH-UHFFFAOYSA-N amg-3 Chemical compound C=1C(O)=C2C3CC(C)=CCC3C(C)(C)OC2=CC=1C1(CCCCCC)SCCS1 JECXXFXYJAQVAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910018464 Al—Mg—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000542 Sc alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 102220253765 rs141230910 Human genes 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000002226 simultaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности, к технологии термомеханической обработки алюминиево-магниевого сплава для получения его мелкозернистой высокопрочной и коррозионно-стойкой структуры при изготовлении деформированных полуфабрикатов и легковесных изделий из него, предназначенных для использования в авиакосмической, судостроительной и автомобильной отраслях промышленности.The invention relates to the field of metallurgy of alloys, in particular, to the technology of thermomechanical processing of aluminum-magnesium alloy to obtain its fine-grained high-strength and corrosion-resistant structure in the manufacture of deformed semi-finished products and lightweight products from it, intended for use in the aerospace, shipbuilding and automotive industries.
Среди наиболее перспективных конструкционных материалов, внедрение которых направлено на создание облегченных корпусных конструкций скоростных судов повышенной надежности, способных эксплуатироваться в условиях одновременного воздействия статических и динамических нагрузок циклического характера, а также воздействия коррозионно-агрессивных сред выделяются алюминиевые сплавы, которые обладают более высокой (по сравнению со сталью) удельной прочностью (отношение предела прочности к плотности сплава).Among the most promising structural materials, the introduction of which is aimed at creating lightweight hull structures of high-speed vessels of high reliability, which can be operated under the simultaneous effects of static and dynamic loads of a cyclic nature, as well as exposure to corrosive media, aluminum alloys are distinguished, which have a higher (compared with steel) specific strength (ratio of tensile strength to alloy density).
При этом магний в состоянии твердого раствора в алюминиевых сплавах приводит к повышению их коррозионной стойкости, но при условии концентрации магния не более до 6 вес. %, соответствующей пределу растворимости магния в алюминии, что обусловило выбор в предлагаемом способе формирования мелкозернистой высокопрочной и коррозионно-стойкой структуры алюминиевого сплава сплавов Al-Mg с преобладанием магния в их составах при содержании 1-6 вес. % Mg.In this case, magnesium in the state of solid solution in aluminum alloys leads to an increase in their corrosion resistance, but provided that the magnesium concentration is not more than 6 wt. %, corresponding to the solubility limit of magnesium in aluminum, which led to the choice in the proposed method of forming a fine-grained high-strength and corrosion-resistant structure of an aluminum alloy of Al-Mg alloys with a predominance of magnesium in their compositions at a content of 1-6 weight. % Mg.
Вместе с тем большая стоимость изделий из алюминиевых сплавов, а также низкие показатели коррозионной стойкости алюминиевых сплавов по сравнению с коррозионно-стойкими сталями, сводят практически к минимуму основные преимущества, связанные с перспективой внедрения этих конструкционных материалов в судостроении.At the same time, the high cost of products from aluminum alloys, as well as low corrosion resistance of aluminum alloys in comparison with corrosion-resistant steels, minimize the main advantages associated with the prospect of introducing these structural materials in shipbuilding.
Существенное повышение прочности сплавов (при сохранении в них заданных параметров коррозионной стойкости) позволяет изготавливать более тонкие и, как следствие, более легкие суда, обеспечивая, тем самым, решение комплекса проблем энергосбережения в судостроении (снижение веса судна ведет к уменьшению расхода топлива и загрязнению окружающей среды). Меньший вес судов обеспечивает повышение грузоподъемности, улучшает их мореходные качества, повышает скорость судна или обеспечивает снижение мощности двигательных установок и др. При этом повышение коррозионной стойкости корпусов судов позволяет существенно повысить их ресурс и надежность.A significant increase in the strength of alloys (while maintaining the specified parameters of corrosion resistance) makes it possible to produce thinner and, as a result, lighter vessels, thereby providing a solution to the complex of energy-saving problems in shipbuilding (reducing the weight of the vessel leads to a decrease in fuel consumption and environmental pollution environment). The lower weight of the vessels provides an increase in carrying capacity, improves their seaworthiness, increases the speed of the vessel or reduces the power of propulsion systems, etc. At the same time, increasing the corrosion resistance of the hulls can significantly increase their life and reliability.
Известно, что формирование мелкозернистой структуры алюминиевых сплавов с одновременным повышением коррозионной стойкости позволяет обеспечить повышение стойкости изделий против коррозионной усталости и коррозионного растрескивания под напряжением - одних из основных повреждающих процессов в судо- и авиастроении (см., например, статьи на англ яз. авторов Mala М. Sharma, Josh D. Tomedi, Jeffery M. Parks «A microscopic study on the corrosion fatigue of ultra-fine grained and conventional Al-Mg alloy» - Corrosion Science, 2015, v. 93, p. 180-190; Matthias Hockauf, Lothar W. Meyer, Daniela Nickel, Gert Alisch, Thomas Lampke, Bernhard Wielage, Lutz
В настоящее время эта задача решается за счет комплексного легирования алюминиевого сплава, а также его термомеханической обработкой путем последовательного использования горячей деформации и отжигов.Currently, this problem is being solved due to the complex alloying of an aluminum alloy, as well as its thermomechanical treatment through the consistent use of hot deformation and annealing.
Примером использования большого числа легирующих элементов, ухудшающих технологичность обработки алюминиевого сплава, и, как следствие, необходимость использования высоких температур пластической деформации, является алюминиевый сплав с высокой коррозионной стойкостью, способностью к протяжке и экструзии (см. евразийский патент №3950, С22С 21/10, 2003) с содержанием кремния от 0.05 до 0.15%, железа - от 0.06 до 0.35%, марганца - 0.01-1%, магния - 0.02-0.6%, цинка - 0.05-0.7%, хрома и титана - до 0.25%, циркония - до 0.2%, меди - до 0.1%, горячую деформацию которого осуществляют методом горячей экструзии при температуре 455-490°C со скоростью 16.5 мм/с.An example of the use of a large number of alloying elements that impair the manufacturability of processing an aluminum alloy, and, as a consequence, the need to use high temperatures of plastic deformation, is an aluminum alloy with high corrosion resistance, the ability to broach and extrusion (see Eurasian patent No. 3950, C22C 21/10 , 2003) with a silicon content of 0.05 to 0.15%, iron - from 0.06 to 0.35%, manganese - 0.01-1%, magnesium - 0.02-0.6%, zinc - 0.05-0.7%, chromium and titanium - up to 0.25%, zirconium - up to 0.2%, copper - up to 0.1%, the hot deformation of which is carried out by Odom hot extrusion at a temperature of 455-490 ° C at a speed of 16.5 mm / s.
В качестве прототипа заявляемого способа получения заготовок из высокопрочного и коррозионно-стойкого алюминиево-магниевого сплава выбран известный способ (по патенту RU 2478136, C22F 1/05, 2013), включающий литье сплава системы Al-Mg-Si и термомеханическую обработку отливок с получением заготовок, включающую в свою очередь закалку от 520-565°C в воду, пластическую деформацию и искусственное старение, причем пластическую деформацию осуществляют с истинной накопленной деформацией е≥4 методом интенсивной пластической деформации при температуре не выше 300°C и искусственное старение при температуре 100-180°C с временем выдержки 0,5-24 ч с получением структуры со средним размером зерна 400-1000 нм.As a prototype of the proposed method for producing billets from high-strength and corrosion-resistant aluminum-magnesium alloy, the known method is selected (according to patent RU 2478136, C22F 1/05, 2013), including casting an Al-Mg-Si system alloy and thermomechanical processing of castings to produce billets , which in turn includes quenching from 520-565 ° C in water, plastic deformation and artificial aging, and plastic deformation is carried out with true accumulated deformation e≥4 by the method of intensive plastic deformation at a temperature of no higher than 3 00 ° C and artificial aging at a temperature of 100-180 ° C with a holding time of 0.5-24 hours to obtain a structure with an average grain size of 400-1000 nm.
Основным недостатком способа-прототипа является невысокая технологичность - высокая насыщенность технологических операций, требуемая для обеспечения повышения коррозионной стойкости при сохранении высокого уровня механических свойств.The main disadvantage of the prototype method is its low manufacturability - high saturation of technological operations required to ensure increased corrosion resistance while maintaining a high level of mechanical properties.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения - повышение технологичности обеспечения высоких прочности (твердости) и коррозионной стойкости алюминиево-магниевого сплава за счет исключения горячей механической обработки и уменьшения количества технологических операций при предлагаемых режимных параметрах прокатки и отжига заготовок.The technical result from the use of the invention is to increase the manufacturability of providing high strength (hardness) and corrosion resistance of an aluminum-magnesium alloy by eliminating hot machining and reducing the number of technological operations with the proposed operating parameters for rolling and annealing billets.
Кроме того, предлагаемый способ расширяет современный технологические возможности современных и традиционных технологий обработки материалов, обеспечивающие получение мелкозернистой высокопрочной и коррозионно-стойкой структуры алюминиево-магниевого сплава при изготовлении деформированных полуфабрикатов и легковесных изделий из него.In addition, the proposed method extends the modern technological capabilities of modern and traditional technologies for processing materials, providing a fine-grained high-strength and corrosion-resistant structure of aluminum-magnesium alloy in the manufacture of deformed semi-finished products and lightweight products from it.
Для достижения указанного технического результата в способе получения заготовок из высокопрочного и коррозионно-стойкого алюминиево-магниевого сплава с содержанием магния не более 6 вес. %, включающем литье сплава и термомеханическую обработку отливок с получением заготовок, последнюю проводят путем прокатки со скоростью 0.4 мм/с при комнатной температуре до достижения в полученных заготовках общей истинной степени деформации е=1.3, а затем путем отжига при температуре 300-325°C в течение 30 мин обеспечивают формирование однородной структуры заготовок со средним размера зерна 0.4-0.5 мкм.To achieve the specified technical result in the method of producing billets from high strength and corrosion-resistant aluminum-magnesium alloy with a magnesium content of not more than 6 weight. %, including casting the alloy and thermomechanical processing of the castings to obtain billets, the latter is carried out by rolling at a speed of 0.4 mm / s at room temperature until the total true degree of deformation of e = 1.3 is reached in the obtained billets, and then by annealing at a temperature of 300-325 ° C within 30 min ensure the formation of a homogeneous structure of the workpieces with an average grain size of 0.4-0.5 microns.
В частных случаях:In special cases:
отжиг заготовок сплава АМг3 проводят при температуре 300°C в течение 30 мин, при этом обеспечивают формирование однородной структуры со средним размера зерна 0.45 мкм, твердость по Виккерсу 950 МПа и скорость общей коррозии 0.2 мм/год;the annealing of AMg3 alloy billets is carried out at a temperature of 300 ° C for 30 min, while ensuring the formation of a homogeneous structure with an average grain size of 0.45 μm, Vickers hardness of 950 MPa and a general corrosion rate of 0.2 mm / year;
отжиг заготовок из сплава АМг5 проводят при температуре 325°C в течение 30 мин, при этом обеспечивают формирование однородной структуры со средним размера зерна 0.45 мкм, твердость по Виккерсу 980 МПа, и скорость общей коррозии 0.3 мм/год.Annealing of AMg5 alloy billets is carried out at a temperature of 325 ° C for 30 minutes, while ensuring the formation of a homogeneous structure with an average grain size of 0.45 μm, Vickers hardness of 980 MPa, and a general corrosion rate of 0.3 mm / year.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Проводят индукционное литье алюминиевого сплава Al-Mg с содержанием 1-6 вес. % Mg в его составе.Induction casting of an aluminum alloy Al-Mg with a content of 1-6 weight is carried out. % Mg in its composition.
Затем термомеханическую обработку заготовок проводят путем прокатки со скоростью 0.4 мм/с при комнатной температуре до общей истинной степени деформации е=1.3 в результате последовательного набора степени деформации на каждом последующем этапе прокатки.Then, the thermomechanical processing of the workpieces is carried out by rolling at a speed of 0.4 mm / s at room temperature to a total true degree of deformation of e = 1.3 as a result of a sequential set of the degree of deformation at each subsequent rolling stage.
После чего, деформированные заготовки подвергают отжигу при температуре, выбираемой из оптимального интервала 250-325°C, в течение 30 мин.After that, the deformed preforms are annealed at a temperature selected from the optimal range of 250-325 ° C for 30 minutes.
На выходе в заготовках формируется однородная мелкозернистая структура со средним размера зерна 0.4-0.5 мкм, сопровождаемая диффузионным перераспределением вредных коррозионно-активных примесей с границ зерен, образовавшихся при литье, на новые границы зерен деформационного происхождения, образующихся при указанной прокатке.A uniform fine-grained structure with an average grain size of 0.4-0.5 μm is formed at the exit in the workpieces, accompanied by diffusion redistribution of harmful corrosive impurities from the grain boundaries formed during casting to new grain boundaries of strain origin formed during this rolling.
Примеры осуществления предлагаемого способа.Examples of the proposed method.
Пример 1.Example 1
Заготовки из отливок сплава АМг3 подвергают прокатке со скоростью 0.4 мм/с при комнатной температуре до достижения общей истинной степени деформации е=1.3 и отжигу при температуре 300°C в течение 30 мин, приводящими к формированию однородной (мелкозернистой) структуры со средним размера зерна 0.45 мкм с обеспечением твердости по Виккерсу, равной 950 МПа, и скорости общей коррозии 0.2 мм/год.Billets from castings of AMg3 alloy are rolled at a speed of 0.4 mm / s at room temperature until a total true degree of deformation of e = 1.3 is reached and annealed at 300 ° C for 30 minutes, leading to the formation of a homogeneous (fine-grained) structure with an average grain size of 0.45 microns with a Vickers hardness of 950 MPa and a general corrosion rate of 0.2 mm / year.
Пример 2.Example 2
Заготовки из отливок сплава АМг5 подвергают прокатке со скоростью 0.4 мм/с при комнатной температуре до достижения общей истинной степени деформации е=1.3 и отжигу при температуре 325°C в течение 30 мин, приводящими к формированию однородной (мелкозернистой) структуры со средним размера зерна 0.45 мкм с обеспечением твердости по Виккерсу, равной 980 МПа, и скорости общей коррозии 0.3 мм/год.Billets from castings of AMg5 alloy are rolled at a speed of 0.4 mm / s at room temperature until a total true degree of deformation of e = 1.3 is reached and annealed at 325 ° C for 30 minutes, leading to the formation of a homogeneous (fine-grained) structure with an average grain size of 0.45 microns with a Vickers hardness of 980 MPa and a general corrosion rate of 0.3 mm / year.
Экспериментально установлено: выход за границы указанных режимов деформации и оптимальной температуры отжига приводит к уменьшению получаемых прочностных свойств (твердости) и снижению коррозионной стойкости либо за счет формирования субзеренной структуры с повышенной прочностью (твердостью), но низкой коррозионной стойкостью (при более высоких скоростях прокатки, более высоких значениях деформации и меньших температурах отжига), либо за счет формирования рекристаллизованной структуры с низкой прочностью (твердостью), но повышенной коррозионной стойкостью (при малых скоростях прокатки, малых степенях деформации и более высоких температурах отжига).It has been experimentally established: going beyond the boundaries of the specified deformation modes and the optimal annealing temperature leads to a decrease in the obtained strength properties (hardness) and a decrease in corrosion resistance or due to the formation of a subgrain structure with increased strength (hardness) but low corrosion resistance (at higher rolling speeds, higher deformation values and lower annealing temperatures), or due to the formation of a recrystallized structure with low strength (hardness), but increased corrosion resistance (at low rolling speeds, low degrees of deformation and higher annealing temperatures).
Повышение прочности металлических материалов, обеспечивающееся за счет измельчения зеренной структуры и повышения плотности дислокаций, приводит к снижению коррозионной стойкости материала. Это связано с тем, что граница зерна в мелкозернистом металле, обладающая особой структурой и являющаяся областью сегрегации примесей, в электролите образует с кристаллической решеткой микрогальваническую пару. В общем случае, высокая объемная доля таких микрогальванических пар в мелкозернистом металле должна приводить к увеличению скорости коррозии. Однако возможны условия, при которых коррозионная стойкость высокопрочного мелкозернистого металлического материала может стать более высокой, чем стойкость обычного крупнокристаллического металлического материала.An increase in the strength of metallic materials, ensured by grinding the grain structure and increasing the density of dislocations, leads to a decrease in the corrosion resistance of the material. This is due to the fact that the grain boundary in a fine-grained metal, which has a special structure and is a region of segregation of impurities, forms a microgalvanic pair in the electrolyte with a crystal lattice. In the general case, a high volume fraction of such microgalvanic couples in a fine-grained metal should lead to an increase in the corrosion rate. However, conditions are possible under which the corrosion resistance of a high-strength fine-grained metal material may become higher than the resistance of a conventional coarse-grained metal material.
Такой эффект может иметь место в случае, когда коррозионная стойкость границ зерен связана с уровнем зернограничной сегрегации - концентрации в них нежелательных примесей. При заданной интегральной концентрации зернограничных примесей и их равномерном распределении по границам, локальная концентрация примеси на границе зерна в крупнозернистом металлическом материале (с размером зерна d1) может быть в (d1/d2)2 раза выше, чем в мелкозернистом металлическом материале (с размером зерна d2). В этом случае, при измельчении зерен (до 0.4-0.5 мкм после отжига) можно добиться снижения концентрации примесей на границах зерен. Для этого, конечно, необходимо обеспечить условия диффузионного перераспределения примесей - их ухода со старых (исходных) границ на новые - сформировавшиеся в процессе деформации, которые и составили деформационные режимные условия предлагаемого способа (скорость прокатки 0.4 мм/с и общая истинная степень деформации е=1.3, обеспечиваемая указанной прокаткой).Such an effect can take place when the corrosion resistance of grain boundaries is associated with the level of grain boundary segregation — the concentration of undesirable impurities in them. For a given integral concentration of grain-boundary impurities and their uniform distribution along the boundaries, the local concentration of the impurity at the grain boundary in a coarse-grained metal material (with a grain size d 1 ) can be (d 1 / d 2 ) 2 times higher than in a fine-grained metal material ( with grain size d 2 ). In this case, when grinding grains (to 0.4-0.5 μm after annealing), it is possible to reduce the concentration of impurities at the grain boundaries. For this, of course, it is necessary to provide conditions for the diffusion redistribution of impurities — their departure from the old (initial) boundaries to new ones — formed during the deformation process, which formed the deformation regime conditions of the proposed method (rolling speed 0.4 mm / s and the total true degree of deformation e = 1.3 provided by said rolling).
Сравнение технологических, прочностных и коррозионных свойств на выходе после осуществления способа-прототипа и предлагаемого способа подтверждает достижение технического результата от использования предлагаемого способа - повышение технологичности обеспечения высоких прочности (твердости) и коррозионной стойкости алюминиевого сплава с преобладанием магния в его составе за счет исключения горячей механической обработки и уменьшения количества технологических операций при предлагаемых режимных параметрах прокатки и отжига заготовок.A comparison of the technological, strength and corrosion properties at the outlet after the implementation of the prototype method and the proposed method confirms the achievement of the technical result from the use of the proposed method - improving the manufacturability of providing high strength (hardness) and corrosion resistance of an aluminum alloy with a predominance of magnesium in its composition due to the exclusion of hot mechanical processing and reducing the number of technological operations with the proposed operating parameters of rolling and annealing ovok.
Так получаемые на выходе в примерах 1-3 твердости образцов по Виккерсу Hv (МПа): 950 и 980 соответствуют расчетным величинам σ0,2 (МПа): 315 и 325 (исходя из соотношения σ0,2=Hv/3), что при получаемой σ0,2=300 МПа в способе-прототипе подтверждает достижение высоких прочностных свойств алюминиевого сплава с преобладанием магния в его составе в предлагаемом способе при высоких коррозионных свойствах (скорости общей коррозии 0.2-0.3 мм/год) при этом.Thus, the Vickers hardnesses of samples obtained in Examples 1 to 3 in the output H v (MPa): 950 and 980 correspond to the calculated values of σ 0.2 (MPa): 315 and 325 (based on the ratio σ 0.2 = H v / 3) that when obtained σ 0.2 = 300 MPa in the prototype method confirms the achievement of high strength properties of an aluminum alloy with a predominance of magnesium in its composition in the proposed method with high corrosion properties (general corrosion rate 0.2-0.3 mm / year).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150778A RU2641211C1 (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150778A RU2641211C1 (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2641211C1 true RU2641211C1 (en) | 2018-01-16 |
Family
ID=68235614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150778A RU2641211C1 (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2641211C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465365C1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Method for obtaining superplastic workpieces from aluminium alloys based on aluminium-magnesium-scandium system |
| RU2467090C1 (en) * | 2011-09-20 | 2012-11-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions) |
| RU2468107C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | High-strength deformable alloy based on aluminium with lower density and method of its processing |
| EP2554285A1 (en) * | 2010-03-26 | 2013-02-06 | Universidad Pública De Navarra | Device and method for multiple channel angular pressing |
| RU2478136C2 (en) * | 2011-07-15 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ultra fine-grained aluminium alloys for electric hardware and method of their products (versions) |
-
2016
- 2016-12-22 RU RU2016150778A patent/RU2641211C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2554285A1 (en) * | 2010-03-26 | 2013-02-06 | Universidad Pública De Navarra | Device and method for multiple channel angular pressing |
| RU2468107C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | High-strength deformable alloy based on aluminium with lower density and method of its processing |
| RU2465365C1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Method for obtaining superplastic workpieces from aluminium alloys based on aluminium-magnesium-scandium system |
| RU2478136C2 (en) * | 2011-07-15 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ultra fine-grained aluminium alloys for electric hardware and method of their products (versions) |
| RU2467090C1 (en) * | 2011-09-20 | 2012-11-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Method of producing articles from aluminium or magnesium alloys with nano- and sub micro crystalline structure, and articles made thereof (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Masuda et al. | Achieving highly strengthened Al–Cu–Mg alloy by grain refinement and grain boundary segregation | |
| CA3110188C (en) | High strength fastener stock of wrought titanium alloy and method of manufacturing the same | |
| ZHANG | Effects of retrogression heating rate on microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050 | |
| Raja et al. | Effect of layered microstructure on the superplasticity of friction stir processed AZ91 magnesium alloy | |
| CN109825748B (en) | Method for improving intergranular corrosion performance of Al-Cu-Mg series aluminum alloy | |
| Zheng et al. | Effect of homogenization time on quench sensitivity of 7085 aluminum alloy | |
| Hu et al. | Repurposing the θ (Al2Cu) phase to simultaneously increase the strength and ductility of an additively manufactured Al–Cu alloy | |
| CN114787403A (en) | Powdered aluminum material | |
| Avtokratova et al. | The processing route towards outstanding performance of the severely deformed Al–Mg–Mn-Sc-Zr alloy | |
| Klemenc et al. | LCF behaviour of high strength aluminium alloys AA 6110A and AA 6086 | |
| Grydin et al. | Influence of hot deformation on mechanical properties and microstructure of a twin-roll cast aluminium alloy EN AW-6082 | |
| Ellard et al. | Vacuum melting of compressed powders and hot rolling of the as-cast Ti-48Al-2Nb-0.7 Cr-0.3 Si intermetallic alloy: Mechanical properties and microstructural analysis | |
| Jie et al. | Grain size and texture changes of magnesium alloy AZ31 during multi-directional forging | |
| JP5159360B2 (en) | Aluminum alloy for high pressure hydrogen gas and aluminum alloy clad material for high pressure hydrogen gas | |
| RU2641211C1 (en) | Method of forming high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium-magnesium alloy | |
| Taşgın et al. | Investigation of the Effects of Deformation Aging Applied to AA 7075 Aluminum Alloy on mechanical and metallographic properties | |
| Demirpolat et al. | The effect of homogenization and chemical compositions of 6005 and 6082 aluminium alloys on the cold forming process | |
| Lei | Hot deformation behavior and workability of pre-extruded ZK60A magnesium alloy | |
| RU2641212C1 (en) | Method for forming fine-grained high-strength and corrosion-resistant structure of aluminium alloy | |
| Li et al. | Quasi-in situ immersion characterization of grain structures evolution revealing the corrosion resistance of Al-Zn-Mg alloys with various Sc additions | |
| Lin et al. | Study of microstructure and mechanical property heterogeneity throughout the wall thickness of high strength aluminum alloy thick-wall pipe | |
| Li et al. | Microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Cu-Mg-Sc-Zr alloy after retrogression and re-aging treatments | |
| JIANG et al. | Microstructure and mechanical properties of 7075 aluminum alloy parts formed by semi-solid thixoextrusion | |
| RU2812104C1 (en) | Method for processing magnesium alloys with yttrium and gadolinium | |
| Sharma et al. | Microstructure and mechanical characterization of heat treated stir cast silica (sea sand) reinforced 7XXX Al alloy MMCs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201223 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220114 |