Обработка давлением алюминиево-магниевых сплавов, закристаллизованных в условиях высоких центробежных сил

Опробован процесс центробежного литья сплавов АМг5 и АМг6 при коэффициентах гравитационной нагрузки (КГН) 300 и 500g. Выявлено, что положительный эффект повышения КГН на кристаллизацию расплава проявляется в большей степени при литье сплавов с высоким содержанием легирующего элемента, так как это не только способствует измельчению зерна и очистке расплава от хрупких железокремниевых соединений, но и позволяет увеличивать растворимость легирующих компонентов в α(Al). Так, отливки из АМг6, полученные при 500g, в сравнении с 300g имеют прочность и пластичность, увеличенную соответственно в 1,1 и 1,3 раза. В сравнении с лучшими образцами литого сплава АМг6 по ГОСТ 1583‑93, способом центробежного литья при 500g получен литой сплав АМг6 с прочностью, пластичностью и твердостью выше на 15–25, 10–50 и 40 % соответственно. При этом сплав имеет структуру, как при закалке на твердый раствор. С помощью метода прокатки исследован процесс пластической деформации алюминиево‑магниевых сплавов марки АМг5 и АМг6 со структурой, полученной литьем при 500g. В результате отработки различных технологических маршрутов прокатки достигнуто упрочнение литого сплава АМг6, полученного при 500g, характеризующееся повышением прочности и твердости в 1,6 раза при суммарной деформации 60 %. Получен материал АМг6 с прочностью от 411 до 435 МПа и относительным удлинением от 10 до 13 % в зависимости от его направления при растяжении. Показана перспективность и необходимость проведения дальнейших исследований в области получения сплавов АМг методом центробежного литья при КГН 300–500g и последующей их пластической деформации.

1. Выбор и применение материалов: учеб. пособие: в 5 т. Т. 4. Выбор и применение цветных металлов и сплавов / Н. А. Свидунович [и др.]. – Минск: Беларуская навука, 2020. – 616 с.

2. Термическая обработка и металлографическое исследование деформируемых алюминиевых сплавов: метод. указания к выполнению лаб. работ для студентов очной формы обучения по направлению подготовки 22.03.02 «Металлургия», профиль подготовки «Металловедение, термическая обработка сталей и высокопрочных сплавов» / сост. С. А. Сорокина. – Н. Новгород, 2016. – 36 с.

3. Белецкий, В. М. Алюминиевые сплавы: состав, свойства, технология, применение: справ. / В. М. Белецкий, Г. А. Кривов; под общ. ред. И. Н. Фридляндера. – Киев: Коминтех, 2005. – 365 с.

4. Корягин, Ю. Д. Особенности рекристаллизации деформируемых алюминий-магниевых сплавов со скандием / Ю. Д. Корягин, С. И. Ильин // Вестник ЮУрГУ. Серия: Металлургия. – 2017. – № 1.

5. Головкин, П. А. О факторе количественного содержания интерметаллидных фаз в природе разрушения поковок из сплава АМг6 / П. А. Головкин // Технология легких сплавов. – 2022. – № 2.

6. Металловедение алюминия и его сплавов: справ. / А. И. Беляев [и др.]; под ред. И. Н. Фридляндера. – М.: Металлургия, 1983. – 280 с.

7. Structural characterization of aluminium alloy 7075-graphite composites fabricated by mechanical alloying and hot extrusion / R. Deaquino-Lara [et al.] // Materials and Design. – 2014. – Vol. 53. – Р. 1104–1111.

8. Получение высокопрочных деформируемых алюминиевых сплавов типа АМг10 / П. А. Витязь // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-тэхнічных навук. – 2017. – № 4. – С. 7–16.

9. Корягин, Ю. Д. Разупрочнение нагартованного сплава АМг6 при скоростном нагреве в интервале температур 100– 300 °C // Вестник ЮУрГУ. Серия: Металлургия. – 2012. – № 15.

10. Мондольфо, Л. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов / Л. Ф. Мондольфо. – М.: Металлургия, 1979. – 640 с.

11. Алюминиевые сплавы. Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов: справ. – М.: Металлургия, 1979. – 432 с.

12. Low-temperature superplasticity and internal friction in microcrystalline Mg alloys processed by ECAP / V. N. Chuvil’deev [et al.] // Scripta Materialia. – 2004. – Vol. 50, iss. 6. – P. 861–865.

13. Выбор технологических параметров для снижения размера зерна в основе и плакировке обшивочных листов из алюминиевых сплавов / В. Ю. Арышенский [и др.] // Технология легких сплавов. – 2010. – № 3. – С. 22–30.

14. Чекулаев, А. В. Получение алюминиево-магниевых сплавов с улучшенными свойствами при их кристаллизации в условиях высоких центробежных сил / А. В. Чекулаев, В. И. Бородавко, П. А. Витязь // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-тэхнічных навук. – 2025. – Т. 70, № 2. – С. 124–135.

15. Role of Mg in simultaneously improving the strength and ductility of Al–Mg alloys / Byeong-Hyeon Lee [et al.] // Materials Science and Engineering A. – 2016. – Vol. 657. – P. 115–122.

16. Мальцев, М. В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов / М. В. Мальцев. – 2-е изд. – М.: Металлургия, 1970. – 364 с.

17. Новые подходы к получению высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu / П. Ю. Предко [и др.] // Технология легких сплавов. – 2023. – № 1.

18. Исследование влияния содержания железа на образование железосодержащих фаз в литейных алюминиевых сплавах / В. И. Горбачева [и др.] // Литье и металлургия. – 2013. – № 4. – С. 74–81.

19. Аммер, В. А. Кристаллизация металла в отливках: учеб. пособие / В. А. Аммер. – Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2012. – 156 с.

20. Логинов, Ю. Н. Влияние деформации на уровень механических характеристик прессованных заготовок из сплава АМг6 / Ю. Н. Логинов, Л. В. Антоненко // Заготовительные производства в машиностроении. – 2010. – № 7. – С. 14–19.

21. Логинов, Ю. Н. Влияние конфигурации очага деформации при прессовании на рекристаллизацию алюминиевых сплавов / Ю. Н. Логинов // Инновации в материаловедении и металлургии: материалы IV Междунар. интеракт. науч.-практ. конф. – Екатеринбург: УрФУ, 2015. – С. 239–242.

22. Взаимосвязь кристаллографических ориентировок зерен при горячей деформации и рекристаллизации в алюминиевом сплаве АМг6 / Г. М. Русаков [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2014. – № 12. – С. 15–21.

23. Powder diffraction file. Data cards. ICDD. Swarthmore. Pensylvania. – USA. – 1948–2021.

24. Любимов, А. К. Моделирование вида структурного элемента гибких тканых композитов при статическом растяжении с применением метода конечных элементов в ANSYS / А. К. Любимов, Д. А. Кожанов // Компьютерные исследования и моделирование. – 2016. – Т. 8. – № . 1. – С. 113–120.

25. Каблов, Е. Н. Особенности упрочнения и кинетика старения литейного алюминиевого высокопрочного сплава на основе системы Al–Si–Cu–Mg / Е. Н. Каблов // Авиационные материалы и технологии. – 2021. – № 2.

26. Останина, Т. В. Измельчение зеренной структуры металлов и сплавов при интенсивном пластическом деформировании: экспериментальные данные и анализ механизмов / Т. В. Останина, А. И., Швейкин П. В. Трусов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2000. – № 2. – С. 85–111.