Способ изготовления катаных изделий с повышенной коррозионной стойкостью из деформируемых термически неупрочняемых сплавов системы алюминий - магний

Авторы патента:

Арышенский Владимир Юрьевич (RU)

Коновалов Сергей Валерьевич (RU)

Осинцев Кирилл Александрович (RU)

Арышенский Евгений Владимирович (RU)

Тептерев Максим Сергеевич (RU)

C22F1/05 - сплавов типа Al-Si-Mg, т.е. содержащих кремний и магний в приблизительно равных пропорциях

Владельцы патента RU 2770148:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в производстве лент толщиной 3 мм из сплавов системы Al-Mg. Способ получения листов толщиной 3 мм из сплава 1565ч включает многопроходную прокатку слитка из сплава 1565ч с получением рекристаллизованной горячекатаной заготовки ленты, последующую холодную прокатку, отжиг, холодную прокатку и окончательный отжиг, при этом последний проход на стане горячей прокатки производят при температуре окончания прокатки в интервале 350-360°С и степени деформации более 30% с образованием равноосной мелкозернистой структуры с условным средним диаметром зерен 25-35 мкм и ориентацией зерен, образующей смешанную текстуру с содержанием кубической текстуры не менее 20%, последующую холодную деформацию на первом этапе проводят со степенью 30-35% и отжигом при температуре 330-350°С с выдержкой 2 часа для растворения и последующего равномерного выделения в твердом растворе алюминия β-фазы (Al₃Mg₂), следующий этап холодной деформации проводят со степенью 25-30% и отжигом при температуре 230-240°С до равномерного выделения β-фазы (Al₃Mg₂) по структуре сплава, после чего проводят резку смотанной в рулон ленты на листы. Технический результат изобретения заключается в увеличении коррозионной стойкости и повышении механических свойств лент, изготовленных из алюминиевых сплавов Al-Mg. 2 ил., 5 табл., 1 пр.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу термомеханической обработки деформируемых термически неупрочняемых алюминиевых сплавов системы алюминий-магний, получению в результате обработки катаных изделий, например листов, и может быть использовано в производстве лент толщиной 3 мм из сплавов системы Al-Mg.

Сплавы системы алюминий-магний относятся к деформируемым, термически-неуирочняемым. Основной способ повышения прочности лих сплавов является холодная пластическая деформация. Для повышения удлинения и поддержания необходимого уровня свойств необходимо проводить специальную термическую обработку

Известен способ, который включает отливку слитков, трехступенчатый гомогенизационный отжиг слитков (245-280°С - 2-10 часов, 320-360°С - 2-8 часов, 400-495°С - 1-12 часов), горячую прокатку, холодную деформацию с суммарной деформацией до 35% (см. C22F 1/04 (2020.08); RU 2734675, 21.05.2020).

Недостатком данного способа является длительный отжиг перед термомеханической обработкой и высокая толщина конечного продукта - 30 и 5 мм.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ изготовления катаных изделий из деформируемого термически неупрочняемого сплава, включающий отливку слитков, гомогенизацию, горячую деформацию, холодную деформацию и низкотемпературный отжиг с температурой от 25 до 330°С и холодную деформацию до 50%, а также толщиной конечного изделия - (см. C22F 1/04 (2006.01); RU 2483136, 30.12.2011).

К недостаткам известного способа можно отнести:

1. Способ не обеспечивает необходимый уровень свойств на листах толщиной менее 5 мм, т.к. описывает действия с плитами до 30 мм и лентами до 5 мм, в результате чего наблюдается снижение прочностных характеристик на 20-30%.

2. Не обеспечивается необходимая коррозионная стойкость.

Задача заявляемого изобретения направлена на получение листов из алюминиевого сплава алюминий-магниевый группы, с содержанием магния более 5% и добавлением легирующих элементов Zr, Mn, Cr, Ni, Zn, Si, Fe, Ti, что гарантирует достижения уровня свойств, указанного в таблице 1 и методом обработки гарантирующим достижения высоких коррозионных характеристик за счет равномерного распределения β-фазы (Al₃Mg₂) по структуре сплава_.

Технический результат, на который направлено изобретение заключается в увеличении коррозионной стойкости и повышении механических свойств лент, изготовленных из алюминиевых сплавов Al-Mg.

Технический результат достигается за счет того, что в способе холодной многопроходной прокатки тонких лент, выполненных из алюминиевых сплавов системы Al-Mg используют заготовку, полученную в ходе горячей прокатки на степень деформации более ε=98% с температурой окончания прокатки в интервале 350-360, при этом в последнем проходе степень деформации не менее 30%, при соблюдении этих параметров в заготовке после самоотжига формируется бескомпонентная с небольшим содержанием кубической составляющей текстура, и толщина, в 2 раза превышающая конечную толщину ленты. Затем полученную горячекатаную заготовку деформируют методом холодной прокатки с деформацией более 25% (в два прохода) после чего проводится отжиг при температуре 330-350°С и выдержке 2 часа, что позволяет растворить частицы β-фазы (Al₃Mg₂) в твердом растворе алюминия, последующей холодной деформацией со степенью деформации 25-30% проводится упрочнение с достижением прочностных характеристик выше заданных, в ходе окончательного отжига при температуре 230-240°С и времени выдержки 4-6 часов происходит равномерное выделение β-фазы (Al₃Mg₂) и происходит частичное разупрочнение до свойств выше заданных.

Суть изобретения поясняется двумя рисунками:

Фиг. 1 - равномерное распределение р-фазы (Al₃Mg₂) по структуре сплава;

Фиг. 2 - Кривая упрочнения сплава 1565ч в зависимости от степени деформации.

Способ осуществляется следующим образом:

Последний проход на стане горячей прокатки производят, с параметрами не допускающими спонтанной рекристаллизации (температура окончания прокатки в интервале 350-360, степень деформации более 30%), чтобы непосредственно после прокатки оставалось деформированная структура, которая на протяжении остывания рулона полностью переходит в рекристаллизованную структуру, посредством статической рекристаллизации с образованием равноосной мелкозернистой структуры (условный средний диаметр зерен 25-35 мкм) и ориентацией зерен образующей смешанную текстуру с содержанием кубической текстуры не менее 20%.

В ходе холодной деформации со степенью деформации 30-35% на первом этапе и отжигом при температуре 330-350°С с выдержкой 2 часа происходит растворение β-фазы (Al₃Mg₂) в твердом растворе алюминия с целью ее последующего равномерного выделения.

При последующей холодной деформации со степенью деформации 25-30% на последнем этапе и отжигом при температуре 230-240°С происходит равномерное выделение β-фазы (Al₂Mg₂) по структуре сплава, чем обеспечивается высокая коррозионная стойкость, а также происходит частичное разупрочнение материала и прочностные свойства снижаются до требуемых.

Разработанный метод позволяет получить на алюминиевой ленте из сплава 1565ч (хим. состав представлен в табл. 1) толщиной 3 мм гарантированный уровень коррозионной стойкости, указанных в таблице №3 и механических свойств, представленных в таблице №2.

Примеры реализации:

Так, например, лента сплава 1565ч (система Al-Mg химический состав приведен в таблице №1) толщиной 3 мм, изготовленная по предлагаемому способу, позволяет получать стабильно следующие механические свойства (таблица 2) и высокие коррозионные характеристики - таблица 3. Маршрут изготовления представлен в таблице 4.

Способ получения листов толщиной 3 мм из сплава 1565ч, включающий многопроходную прокатку слитка из сплава 1565ч на стане горячей прокатки с получением рекристаллизованной горячекатаной заготовки ленты с содержанием кубической текстуры, последующую холодную прокатку, отжиг, холодную прокатку и окончательный отжиг, отличающийся тем, что последний проход на стане горячей прокатки производят с параметрами, не допускающими спонтанной рекристаллизации при температуре окончания прокатки в интервале 350-360°С и степени деформации более 30% для того, чтобы непосредственно после прокатки оставалась деформированная структура, которая на протяжении остывания рулона полностью переходит в рекристаллизованную структуру посредством статической рекристаллизации с образованием равноосной мелкозернистой структуры с условным средним диаметром зерен 25-35 мкм и ориентацией зерен, образующей смешанную текстуру с содержанием кубической текстуры не менее 20%, последующую холодную деформацию на первом этапе проводят со степенью 30-35% и отжигом при температуре 330-350°С с выдержкой 2 часа для растворения и последующего равномерного выделения в твердом растворе алюминия β-фазы (Al₃Mg₂), следующий этап холодной деформации проводят со степенью 25-30% с отжигом при температуре 230-240°С до равномерного выделения β-фазы (Al₃Mg₂) по структуре сплава для обеспечения коррозионной стойкости, частичного разупрочнения материала и снижения прочностных свойств до требуемых, после чего проводят резку смотанной в рулон ленты на листы.

Изобретение относится к алюминиевым сплавам серии АА7000, которые используются в авиационной и космической промышленности. Высокопрочный алюминиевый сплав содержит в вес.%: 0,04-0,1 Si, 0,8-1,8 Cu, 1,5-2,3 Mg, 0,15-0,6 Ag, 7,05-9,2 Zn, 0,08-0,14 Zr, 0,02-0,08 Ti, макс.

Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава в95пч в постоянном магнитном поле // 2764254

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке алюминиевых сплавов. Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава В95пч включает нагрев деталей до температуры 140±5°С и старение в течение 2-8 часов, при этом одновременно с искусственным старением деталей из алюминиевого сплава их подвергают воздействию внешнего постоянного магнитного поля с напряженностью 7,0±1,0 кЭ.

Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава в95пч в импульсном магнитном поле // 2761842

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке алюминиевых сплавов. Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава В95пч включает нагрев до температуры 140±5°C и старение в течение 2-8 часов, при этом одновременно с искусственным старением деталей из алюминиевого сплава их подвергают воздействию внешнего импульсного магнитного поля напряженностью с амплитудой напряженности 7,0±1,0 кЭ и частотой импульсного магнитного поля 2 Гц.

Алюминиевый сплав с добавками меди, лития и по меньшей мере одного щелочноземельного или редкоземельного металла и способ его получения // 2761567

Изобретение относится к алюминиевым сплавам и может быть использовано при изготовлении изделий сваркой трением с перемешиванием. Алюминиевый сплав для получения изделия сваркой трением с перемешиванием содержит, мас.%: от 1,8 до 5,6 меди, от 0,6 до 2,6 лития и по меньшей мере один элемент, выбранный из лантана до 1,5, стронция до 1,5, церия до 1,5, празеодима до 1,5, алюминий – остальное.

Способ изготовления пластинчатого изделия из алюминиевого сплава серии 7xxx, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению // 2757280

Изобретение относится к способу изготовления пластинчатого изделия из алюминиевого сплава серии 7ххх и может быть использовано в авиакосмическом машиностроении, в частности для панелей и элементов обшивки крыльев. Способ изготовления пластинчатого изделия из алюминиевого сплава серии 7ххх включает литье слитка, гомогенизацию и/или предварительный нагрев отлитого слитка, горячую прокатку с получением пластинчатого изделия толщиной менее 75 мм за несколько проходов, при этом, когда промежуточная толщина пластины составляет от 80 до 220 мм, осуществляют по меньшей мере один проход горячей прокатки с высокой степенью обжатия с уменьшением толщины по меньшей мере на 25%, при этом скорость деформации во время по меньшей мере одного прохода горячей прокатки с высокой степенью обжатия составляет < 1 с-1.

Способы термомеханической обработки проводниковых сплавов системы al-mg-si // 2749601

Изобретение относится к области цветной металлургии и электротехники, а именно к способам термомеханической обработки (ТМО) Al-Mg-Si сплавов, используемых для производства изделий электротехнического назначения, таких как токопроводящие элементы в виде катанки, проволоки, пластин, шин, кабелей, а также проводов воздушных линий электропередачи.

Способ получения массивных полуфабрикатов из высокопрочных алюминиевых сплавов // 2744582

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу получения из деформируемых алюминиевых сплавов на основе системы Al-Zn-Mg-Cu массивных полуфабрикатов, предназначенных для изготовления крупногабаритных деталей, имеющих сложную форму - типа шпангоутов, фитингов, балок, для использования в авиакосмической, судостроительной автомобильной и машиностроительной отраслях промышленности.

Способ получения квазикристаллического материала // 2740496

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков квазикристаллических материалов. Способ получения порошка квазикристаллического материала системы Al–Cu– Fe включает перемешивание порошков алюминия, меди и железа при соотношении компонентов, соответствующем области существования квазикристаллической фазы сплава системы Al–Cu–Fe, нагрев полученной смеси порошков для инициирования синтеза квазикристаллического материала и отжиг продукта реакции для стабилизации химического состава квазикристаллического материала в бескислородной атмосфере с последующим измельчением спека до получения порошка заданной дисперсности, при этом нагрев смеси порошков для инициирования синтеза и отжиг осуществляют в вытянутом тигле с диаметром 5-100 см в квазистационарном режиме синтеза квазикристаллического материала, при котором тигель со смесью порошков вводят в проходную печь с диаметром, на 3-5 мм превышающем диаметр тигля, со скоростью равной скорости передвижения фронта химической реакции синтеза, направленного навстречу движению вводимого тигля, с обеспечением при нагреве смеси порошков постоянного относительно печи теплового поля на фронте химической реакции синтеза и в зоне отжига, при этом протяжённость зоны отжига, формирующейся непосредственно за фронтом химической реакции синтеза, составляет 2 - 5 диаметра тигля.

Ультрамелкозернистые алюминиевые сплавы для высокопрочных изделий, изготовленных в условиях сверхпластичности, и способ получения изделий // 2739926

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к области получения и обработки ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов, и может быть использовано для изготовления высокопрочных изделий в условиях сверхпластичности методами изотермической экструзии, объемной или листовой штамповки, а также формовки.

Алюминиевый сплав для контейнеров, получаемых ударным выдавливанием, и способ его получения // 2736632

Изобретение относится к алюминиевым сплавам, предназначенным для использования в технологическом процессе изготовления ударным выдавливанием профилированных контейнеров. Алюминиевый сплав для изготовления рондоли для ударного выдавливания металлического контейнера, выполненного с возможностью приема торцевой крышки, содержит от 40 до 90 % мас.

Способ получения термостойкой высокопрочной проволоки из алюминиевого сплава // 2778037

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым материалам на основе алюминия, и может быть использовано при получении проволоки, предназначенной для работы в широком диапазоне температур, до 400°С. Способ получения проволоки из алюминиевого сплава включает получение расплава на основе алюминия, содержащего марганец, медь и цирконий, при температуре, превышающей температуру ликвидуса, получение литой заготовки путем кристаллизации расплава, получение проволоки путем деформации литой заготовки, промежуточный и окончательный отжиги проволоки, при этом в расплав вводят, мас.%: медь от 3,0 до 4,0, марганец от 2,4 до 3,0, цирконий от 0,4 до 0,6, литую заготовку в виде прутка диаметром от 8 до 12 мм получают кристаллизацией расплава со скоростью охлаждения не менее 1000°С/с, деформацию литой заготовки проводят холодным волочением, проволоку подвергают промежуточному отжигу при температуре 300-350°С в течение 2-6 часов и окончательному отжигу при температуре 360-410°С в течение 1-10 часов. Изобретение направлено на получение проволоки из алюминиевого сплава, обеспечивающего достижение следующего комплекса физико-механических свойств после 3-х часового нагрева при 400°С: временное сопротивление превышает 360 МПа, предел текучести - 330 МПа, относительное удлинение - 5%, удельная электропроводность - более 44% IACS. 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 3 табл., 4 ил.