cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ "МИСИС"10.17073/0021-3438-2022-4-75-83cvmet-1396Research ArticleОбработка металлов давлениемPressure Treatment of MetalsИсследование влияния степени обжатия при холодной прокатке и температуры окончательного отжига на свойства и микроструктуру листов из сплава системы Al–Mg–ScEffect of reduction ratio during cold rolling and final annealing temperature on the properties and microstructure of Al–Mg–Sc alloy sheetsГречниковФ. В.GrechnikovF. V.

докт. техн. наук, акад. РАН, зав. кафедрой обработки металлов давлением (ОМД); гл. науч. сотрудник

44086, г. Самара, ул. Лукачева, 47

443001, г. Самара, Студенческий пер., 3А

Dr. Sci. (Eng.), Academician of the Russian Academy of Sciences, Head of the Department of metal forming; Chief researcher

44086, Russia, Samara, Lukacheva str., 47

443001, Russia, Samara, Studencheskii per., 3A

gretch@ssau.ruЕрисовЯ. А.ErisovYa. A.

докт. техн. наук, профессор кафедры ОМД

44086, г. Самара, ул. Лукачева, 47

Dr. Sci. (Eng.), Prof., Department of metal forming

44086, Russia, Samara, Lukacheva str., 47

yaroslav.erisov@mail.ruСурудинС. В.SurudinS. V.

канд. техн. наук, доцент кафедры ОМД

44086, г. Самара, ул. Лукачева, 47

Cand. Sci. (Tech.), Associate prof., Department of metal forming

44086, Russia, Samara, Lukacheva str., 47

innosam63@gmail.comРазживинВ. А.RazzhivinV. A.

аспирант, инженер кафедры ОМД

44086, г. Самара, ул. Лукачева, 47

Graduate student, Engineer, Department of metal forming

44086, Russia, Samara, Lukacheva str., 47

vasia.razzhivin@yandex.ruСамарский национальный исследовательский университет (СНИУ) им. акад. С.П. Королева; Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СамНЦ РАН)РоссияSamara National Research University n.a. acad. S.P. Korolev (Samara University); Samara Federal Research Center of Russian Academy of ScienceRussian FederationСамарский национальный исследовательский университет (СНИУ) им. акад. С.П. КоролеваРоссияSamara National Research University n.a. acad. S.P. Korolev (Samara University)Russian Federation2022190820222847583Copyright © Гречников Ф.В., Ерисов Я.А., Сурудин С.В., Разживин В.А., 20222022Гречников Ф.В., Ерисов Я.А., Сурудин С.В., Разживин В.А.Grechnikov F.V., Erisov Y.A., Surudin S.V., Razzhivin V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/1396

Исследовано влияние степени обжатия при холодной прокатке (εh), а также температуры окончательного отжига листов, прокатанных с различной степенью обжатия, на микроструктуру и комплекс механических и технологических свойств холоднокатаных листов из алюминиевого сплава В-1579 системы Al–Mg–Sc. Установлено, что с ростом значений εh характер пластической анизотропии изменяется слабо, наблюдается увеличение пределов прочности и текучести и уменьшение относительного удлинения. При этом анизотропия пределов прочности и текучести практически отсутствует. С повышением степени обжатия до 30–40 % анизотропия относительного удлинения увеличивается – его значение в направлении прокатки уменьшается более интенсивно. Однако после прокатки с εh > 50 % анизотропия относительного удлинения практически исчезает. Независимо от температуры отжига образцы, прокатанные с большей степенью обжатия, имеют более высокие прочностные характеристики. Установлено, что с ростом температуры отжига пределы прочности и текучести снижаются, а относительное удлинение возрастает. При этом разупрочнение при повышении температуры термообработки происходит более интенсивно для образцов, прокатанных с меньшим обжатием. После отжига для всех анализируемых режимов характер распределения показателей анизотропии в плоскости листа не уменьшается и соответствует деформационному типу текстур. Более того, значение коэффициента плоскостной анизотропии уменьшается по сравнению с холоднокатаным образцом. При этом технологические свойства образцов, прокатанных с большей степенью деформации, после отжига выше, чем у образцов, прокатанных с меньшим обжатием, независимо от температуры отжига.

The study covers the effect of the reduction ratio during cold rolling (εh) and the final annealing temperature of sheets rolled with different reduction ratios on the microstructure and the complex of mechanical and processing properties of cold-rolled sheets made of the V-1579 aluminum alloy of the Al–Mg–Sc system. It was established that as εh increases, the nature of plastic anisotropy changes slightly, and an increase in tensile strength and yield strength with a decrease in relative elongation is observed. In this case, the ultimate strength and yield strength anisotropy is practically absent. As the reduction ratio increases to 30–40 %, the relative elongation anisotropy increases, and its value in the rolling direction decreases more rapidly. However, after rolling with εh > 50 %, the relative elongation anisotropy practically disappears. Regardless of the annealing temperature, samples rolled with a higher reduction ratio have better strength properties. It was found that as the annealing temperature increases, the ultimate strength and yield strength decrease, and the relative elongation increases. In this case, softening with an increase in the annealing temperature occurs more intensively for samples rolled with a lower reduction. After annealing, the distribution nature of anisotropy indices in the sheet plane does not decrease and corresponds to the deformation type of textures for all analyzed modes. Moreover, the value of the in-plane anisotropy coefficient decreases in comparison with a cold-rolled sample. At the same time, processing properties of samples rolled with a higher degree of deformation after annealing are higher than those of samples rolled with a lower reduction, regardless of the annealing temperature.

алюминиевый сплав В-1579холодная прокаткастепень обжатиятемператураокончательный отжигмеханические свойстватехнологические свойствамикроструктураV-1579 aluminum alloycold rollingreduction ratiotemperaturefinal annealingmechanical propertiesprocessing propertiesmicrostructureИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 20-79-10340)The research was funded by the grant of the Russian Science Foundation (Project № 20-79-10340)ReferencesЕлагин В.И. Научные труды С.М. Воронова по алюминиевым сплавам и их роль в современном металловедении. В кн.: Металловедение и технология легких сплавов. М.: ВИЛС, 2001. С. 5—15.Elagin V.I. Scientific works of S.M. Voronov on aluminum alloys and their role in modern metal science. In: Metallovedeniye i tekhnologiya legkikh splavov. Moscow: VILS, 2001. P. 5—15 (In Russ.).Кондратьева Н.Б., Золоторевский Ю.С. Сплавы алюминия с магнием (магналии). В кн.: Промышленные алюминиевые сплавы: Справ. изд. (ред. Алиев С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др.). 2-е изд. перераб. и доп. М.: Металлургия, 1984. С. 37—51.Kondratieva N.B., Zolotorevsky Yu.S. Alloys of aluminum with magnesium (magnium). In: Promyshlennye alyuminiyevye splavy: Handbook (Eds. Aliyev S.G., Al’tman M.B., Ambartsumyan S.M. et al.). Moscow: Metallurgiya, 1984. P. 37—51 (In Russ.).Елагин В.И. О легировании деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. В кн.: Металловедение сплавов легких металлов. М.: Наука, 1970. С. 51—59.Elagin V.I. On alloying wrought aluminum alloys with transition metals. In: Metallovedeniye splavov legkikh metallov. Moscow: Nauka, 1970. P. 51—59 (In Russ.).Елагин В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. М.: Металлургия, 1975.Elagin V.I. Alloying of wrought aluminum alloys with transition metals. Moscow: Metallurgiya, 1975 (In Russ.).Willey L.A. Aluminum—scandium alloy: Pat. No. 3619181 (US). 1971.Willey L.A. Aluminum—scandium alloy: Pat. No. 3619181 (US). 1971.Дриц М.Е., Каданер Э.С., Добаткина Т.В., Туркина Н.И. О характере взаимодействия скандия с алюминием в богатой алюминием части системы Al—Sc. Изв. АН СССР. Металлы. 1973. No. 4. С. 213—217.Drits M.E., Kadaner E.S., Dobatkina T.V., Turkina N.I. On the nature of the interaction of scandium with aluminum in the aluminum-rich part of the Al—Sc system. Izv. AN SSSR. Metally. 1973. No. 4. P. 213—217 (In Russ.).Дриц М.Е., Туркина Н.И., Каданер Э.С., Добаткина Т.В. Структура и механические свойства сплавов алюминий—скандий. В кн.: Редкие металлы в цветных сплавах. М.: Наука, 1975. С. 160—167.Drits M.E., Turkina N.I., Kadaner E.S., Dobatkina T.V. Structure and mechanical properties of aluminumscandium alloys. In: Redkie metally v tsvetnykh splavakh. Moscow: Nauka, 1975. P. 160—167 (In Russ.).Туркина Н.И., Кузьмина В.И. Фазовые взаимодействия в системе Al—Mg—Sc. Изв. АН СССР. Металлы. 1976. No. 4. С. 208—212.Turkina N.I., Kuzmina V.I. Phase interactions in the Al—Mg—Sc system. Izv. AN SSSR. Metally. 1976. No. 4. P. 208—212 (In Russ.).Каданер Э.С., Туркина Н.И. Характер взаимодействия редкоземельных металлов с алюминием в двойных и тройных системах. В кн.: Проблемы металловедения цветных сплавов. М.: Наука, 1978. С. 71—76.Kadaner E.S., Turkina N.I. The nature of the interaction of rare earth metals with aluminum in binary and ternary systems. In: Problemy metallovedeniya tsvetnykh splavov. Moscow: Nauka, 1978. P. 71—76 (In Russ.).Рябов Д.К., Вахромов Р.О., Иванова А.О. Влияние малых добавок элементов с высокой растворимостью в алюминии на микроструктуру слитков и холоднокатаных листов из сплава системы Al—Mg—Sc. Труды ВИАМ: Эл. науч.-техн. журн. 2015. No. 9. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.05.2017).Ryabov D.K., Vakhromov R.O., Ivanova A.O. Influence of small additives of elements with high solubility in aluminum on the microstructure of ingots and coldrolled sheets from an alloy of the Al—Mg—Sc system. Trudy VIAM: Electronic journal. 2015. No. 9. Art. 05. URL: http://www.viam-works.ru (accessed: 05.15.2017) (In Russ.).Kendig K.L., Miracle D.B. Strengthening mechanisms of an Al—Mg—Sc—Zr alloy. Acta Mater. 2002. Vol. 50 (16). P. 4165—4175.Kendig K.L., Miracle D.B. Strengthening mechanisms of an Al—Mg—Sc—Zr alloy. Acta Mater. 2002. Vol. 50 (16). P. 4165—4175.Ocenasek V., Slamova M. Resistance to recrystallization due to Sc and Zr addition to Al—Mg alloys. Mater. Charact. 2001. Vol. 47 (2). P. 157—162.Ocenasek V., Slamova M. Resistance to recrystallization due to Sc and Zr addition to Al—Mg alloys. Mater. Charact. 2001. Vol. 47 (2). P. 157—162.Shen J., Chen B., Wan J., Shen J., Li J. Effect of annealing on microstructure and mechanical properties of an Al—Mg—Sc—Zr alloy. Mater. Sci. Eng. A. 2022. Vol. 838. Art. 142821.Shen J., Chen B., Wan J., Shen J., Li J. Effect of annealing on microstructure and mechanical properties of an Al—Mg—Sc—Zr alloy. Mater. Sci. Eng. A. 2022. Vol. 838. Art. 142821.Lee S., Utsunomiya A., Akamatsu H., Neishi K., Furukawa M., Horita Z., Langdon T.G. Influence of scandium and zirconium on grain stability and superplastic ductilities in ultrafine-grained Al—Mg alloys. Acta Mater. 2002. Vol. 50 (3). P. 553—564.Lee S., Utsunomiya A., Akamatsu H., Neishi K., Furukawa M., Horita Z., Langdon T.G. Influence of scandium and zirconium on grain stability and superplastic ductilities in ultrafine-grained Al—Mg alloys. Acta Mater. 2002. Vol. 50 (3). P. 553—564.Gholinia A., Humphreys F.J., Prangnell P.B. Production of ultra-fine grain microstructures in Al—Mg alloys by coventional rolling. Acta Mater. 2002. Vol. 50 (18). P. 4461—4476.Gholinia A., Humphreys F.J., Prangnell P.B. Production of ultra-fine grain microstructures in Al—Mg alloys by coventional rolling. Acta Mater. 2002. Vol. 50 (18). P. 4461—4476.Akamatsu H., Fujinami T., Horita Z., Langdon T.G. Influence of rolling on the superplastic behavior of an Al—Mg—Sc alloy after ECAP. Scripta Mater. 2001. Vol. 44 (5). P. 759—764.Akamatsu H., Fujinami T., Horita Z., Langdon T.G. Influence of rolling on the superplastic behavior of an Al—Mg—Sc alloy after ECAP. Scripta Mater. 2001. Vol. 44 (5). P. 759—764.Sitdikov O., Sakai T., Avtokratova E., Kaibyshev R., Tsuzaki K., Watanabe Y. Microstructure behavior of Al—Mg—Sc alloy processed by ECAP at elevated temperature. Acta Mater. 2008. Vol. 56 (4). P. 821—834.Sitdikov O., Sakai T., Avtokratova E., Kaibyshev R., Tsuzaki K., Watanabe Y. Microstructure behavior of Al—Mg—Sc alloy processed by ECAP at elevated temperature. Acta Mater. 2008. Vol. 56 (4). P. 821—834.Mathew R.T., Singam S., Ghosh P., Masa S.K., Prasad M.J.N.V. The defining role of initial microstructure and processing temperature on microstructural evolution, hardness and tensile response of Al—Mg—Sc—Zr (AA5024) alloy processed by high pressure torsion. J. Alloys Compd. 2022. Vol. 901. Art. 163548.Mathew R.T., Singam S., Ghosh P., Masa S.K., Prasad M.J.N.V. The defining role of initial microstructure and processing temperature on microstructural evolution, hardness and tensile response of Al—Mg—Sc—Zr (AA5024) alloy processed by high pressure torsion. J. Alloys Compd. 2022. Vol. 901. Art. 163548.Li R., Wang M., Yuan T., Song B., Chen C., Zhou K., Cao P. Selective laser melting of a novel Sc and Zr modified Al—6.2 Mg alloy: Processing, microstructure, and properties. Powder Technol. 2017. Vol. 319. P. 117—128.Li R., Wang M., Yuan T., Song B., Chen C., Zhou K., Cao P. Selective laser melting of a novel Sc and Zr modified Al—6.2 Mg alloy: Processing, microstructure, and properties. Powder Technol. 2017. Vol. 319. P. 117—128.Ren Y., Dong P., Zeng Y., Yang T., Huang H., Chen J. Effect of heat treatment on properties of Al—Mg—Sc—Zr alloy printed by selective laser melting. Appl. Surf. Sci. 2022. Vol. 574. Art. 151471.Ren Y., Dong P., Zeng Y., Yang T., Huang H., Chen J. Effect of heat treatment on properties of Al—Mg—Sc—Zr alloy printed by selective laser melting. Appl. Surf. Sci. 2022. Vol. 574. Art. 151471.Zhu Y., Zhao Y., Chen B. A study on Sc- and Zr-modified Al—Mg alloys processed by selective laser melting. Mater. Sci. Eng. A. 2022. Vol. 833. Art. 142516.Zhu Y., Zhao Y., Chen B. A study on Sc- and Zr-modified Al—Mg alloys processed by selective laser melting. Mater. Sci. Eng. A. 2022. Vol. 833. Art. 142516.Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов (Резервы интенсификации). М.: Машиностроение, 1998.Grechnikov F.V. Deformation of anisotropic materials (Reserves of intensification). Moscow: Mashinostroyenie, 1998 (In Russ.).Mizeraa J., Drivera J.H., Jezierskab E., Kurzydlowski K.J. Studies of the relationship between the microstructure and anisotropy of the plastic properties of industrial aluminum-lithium alloys. Mater. Sci. Eng. A. 1996. Vol. 212. No. 1. P. 94—101.Mizeraa J., Drivera J.H., Jezierskab E., Kurzydlowski K.J. Studies of the relationship between the microstructure and anisotropy of the plastic properties of industrial aluminum-lithium alloys. Mater. Sci. Eng. A. 1996. Vol. 212. No. 1. P. 94—101.Dittenber D.B., Ganga Rao H.S.V. Critical review of recent publications on use of natural composites in infrastructure. Composites Pt. A: Appl. Sci. Manufact. 2012. Vol. 43. No. 8. P. 1419—1429.Dittenber D.B., Ganga Rao H.S.V. Critical review of recent publications on use of natural composites in infrastructure. Composites Pt. A: Appl. Sci. Manufact. 2012. Vol. 43. No. 8. P. 1419—1429.Choia S.-H., Barlat F. Prediction of macroscopic anisotropy in rolled aluminum-lithium sheet. Scripta Mater. 1999. Vol. 41. No. 9. P. 981—987.Choia S.-H., Barlat F. Prediction of macroscopic anisotropy in rolled aluminum-lithium sheet. Scripta Mater. 1999. Vol. 41. No. 9. P. 981—987.Longzhou M., Jianzhong C., Xiaobo Z.A. A study on improving the cold-forming property of Al—Mg—Li alloy 01420. Adv. Perform. Mater. 1997. Vol. 4. P. 105—114.Longzhou M., Jianzhong C., Xiaobo Z.A. A study on improving the cold-forming property of Al—Mg—Li alloy 01420. Adv. Perform. Mater. 1997. Vol. 4. P. 105—114.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.