Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Разработка, моделирование и исcледование технологии получения длинномерных деформированных полуфабрикатов из алюминиево-магниевых сплавов с низким содержанием скандия

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-6-51-59

Полный текст:

Аннотация

Приведены результаты исследований технологии получения длинномерных деформированных полуфабрикатов методами листовой прокатки и бесслитковой прокатки–прессования из алюминиево-магниевого сплава с низким содержанием скандия. В ходе работы были применены методы компьютерного и физического моделирования, а полученные результаты проверены путем опытно-промышленных испытаний. Выбор данных материалов в качестве объектов исследования обусловлен тем, что алюминиевые сплавы системы Al–Mg, легированные скандием, наряду с высокой прочностью имеют повышенную стойкость к коррозии. В связи с этим в настоящей работе была поставлена задача получения длинномерных деформированных полуфабрикатов в виде листового проката, прутков и сварочной проволоки из экономнолегированного Al–Mg-сплава. Для компьютерного моделирования был применен программный комплекс DEFORM-3D, с помощью которого определяли рациональные условия горячей прокатки крупногабаритных слитков и режимы деформации процесса совмещенной обработки по методу бесслитковой прокатки–прессования прутков из исследуемого сплава. Установлены и обоснованы технологические и силовые параметры этих процессов и закономерности их изменения. Полученные экспериментальные результаты позволили при физическом моделировании изучаемых процессов выявить предельные значения силовых параметров, а также изучить структуру и свойства деформированных, отожженных и сварных полуфабрикатов из исследуемого сплава. Кроме того, были определены свойства металла в достаточно широком диапазоне изменения температурно-скоростных и деформационных параметров. На основании результатов экспериментальных исследований и моделирования даны рекомендации для промышленного освоения технологии горячей прокатки слитков большой толщины из алюминиево-магниевых сплавов. При этом разработаны технологические решения, регламенты и условия на деформированные полуфабрикаты из исследуемого сплава и получены партии листового проката с требуемым уровнем механических и коррозионных свойств.

Об авторах

С. Б. Сидельников
Сибирский федеральный университет
Россия

Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой обработки металлов давлением (ОМД) Института цветных металлов и материаловедения (ИЦМиМ) 

660025, г. Красноярск, пр-т им. газеты «Красноярский рабочий», 95



О. В. Якивьюк
Сибирский федеральный университет
Россия

Кандидат технических наук, ассистент кафедры ОМД ИЦМиМ

660025, г. Красноярск, пр-т им. газеты «Красноярский рабочий», 95



В. Н. Баранов
Сибирский федеральный университет
Россия

Кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой общей металлургии ИЦМиМ 

660025, г. Красноярск, пр-т им. газеты «Красноярский рабочий», 95



Е. Ю. Зенкин
ОАО «РУСАЛ Братский алюминиевый завод»
Россия
Управляющий директор 


И. Н. Довженко
Сибирский федеральный университет
Россия

Кандидат технических наук, доцент кафедры ОМД ИЦМиМ 

660025, г. Красноярск, пр-т им. газеты «Красноярский рабочий», 95



Список литературы

1. Горбунов Ю.А. Применение изделий из алюминиевых сплавов при производстве и ремонте наземного и водного транспорта в РФ. Технология легких сплавов. 2015. No. 1. С. 87—92.

2. Бронз А.В., Ефремов В.И., Плотников А.Д., Чернявский А.Г. Сплав 1570С — материал для герметичных конструкций перспективных многоразовых изделий РКК «Энергия». Космическая техника и технологии. 2014. No. 4. С. 62—67.

3. Филатов Ю.А., Плотников А.Д. Структура и свойства деформированных полуфабрикатов из алюминиевого сплава 01570C системы Al—Mg—Sc для изделия РКК «Энергия». Технология легких сплавов. 2011. No. 2. С. 15—26.

4. Орлов Г.А. Технологические процессы обработки металлов давлением. Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2013.

5. Луц А.Р., Суслина А.А. Алюминий и его сплавы. Самара: СамГТУ, 2013.

6. Белов Н.А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. М.: Изд. дом МИСиС, 2010.

7. Toropova L.S., Eskin D.S., Kharakterova M.L., Dobatkina T.V. Advanced aluminum alloys containing scandium: Structure and properties. Amsterdam: Gordon and Breach Sci. Publ., 1998.

8. Marquis E.A., Seidman E.A. Nanoscale structural evolution of Al3Sc precipitates in Al (Sc) alloys. Acta Mater. 2001. Vol. 49. No. 11. P. 1909—1919.

9. Fuller C.B., Seidman D.N. Temporal evolution of the nanostructure of Al(Sc,Zr) alloys: Part II. Сoarsening of Al3(Sc1–xZrx) precipitates. Acta Mater. 2005. Vol. 53.No. 20. P. 5415—5428.

10. Ryset J., Ryum N. Scandium in aluminum alloys. Inter. Mater. Rev. 2005. Vol. 50. No. 1. P. 19—44.

11. Zhemchuzhnikova D., Kaibyshev R. Effect of grain size on cryogenic mechanical properties of an Al—Mg—Sc alloy. Adv. Mater. Res. 2014. Vol. 922. P. 862—867.

12. Malopheyev S., Kulitskiy V., Kaibyshev R. Deformation structures and strengthening mechanisms in an Al—Mg— Sc—Zr alloy. J. Alloys and Compd. 2017. Vol. 698. P. 957—966.

13. Pereiraa Pedro Henrique R., Wang Ying Chun, Huang Yi, Langdon Terence G. Influence of grain size on the flow properties of an Al—Mg—Sc alloy over seven orders of magnitude of strain rate. Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. А685. P. 367—376.

14. Mondol S., Alamb T., Banerjee R., Kumar S., Chattopadhyay K. Development of a high temperature high strength Al alloy by addition of small amounts of Sc and Mg to 2219 alloy. Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. А687. P. 221—231.

15. Shi Chunchang, Zhang Liang, Wu Guohua, Zhang Xiaolong, Chen Antao, Tao Jiashen. Effects of Sc addition on the microstructure and mechanical properties of cast Al—3Li— 1.5Cu—0.15Zr alloy. Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. А687. P. 232—238.

16. Li Mengjia, Pan Qinglin, Shi Yunjia, Sun Xue, Xiang Hao. High strain rate superplasticity in an Al—Mg—Sc—Zr alloy processed via simple rolling. Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. А687. P. 298—305.

17. Buranova Yu, Kulitskiy V., Peterlechner M., Mogucheva A., Kaibyshev R., Divinski S., Wilde G. Al3(Sc, Zr) — based precipitates in Al—Mg alloy: Effect of severe deformation. Acta Mater. 2017. Vol. 124. P. 210—224.

18. Dovzhenko I.N., Dovzhenko N.N., Sidelnikov S. B., Konstantinov I.L. 3D modelling of the large-capacity ingots of an Al—Mg system aluminium alloy doped with scandium rolling process. Non-Ferr. Met. 2017. No. 2. P. 60—64.

19. Baranov V.N., Sidelnikov S.B., Frolov V.F., Zenkin E.Yu., Оrelkina T.A., Konstantinov I.L., Voroshilov D.S., Yakivyuk O.V., Belokonova I.N. Investigation of mechanical properties of cold-rolled, annealed and welded semi-finished products from the test alloys of Al—Mg system, economically alloyed with scandium. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. Vol. 411. No. 012015. P. 1—5.

20. Baranov V., Sidelnikov S., Zenkin E., Frolov V., Voroshilov D., Yakivyuk O., Konstantinov I., Sokolov R., Belokonova I. Study of strength properties of semi-finished products from economically alloyed high-strength aluminium-scandium alloys for application in automobile transport and shipbuilding. Open Eng. 2018. No. 8. P. 69—76.

21. Baranov V., Sidelnikov S., Zenkin E., Yakivyuk O. Physical modeling technological regimes of production deformed semi-finished products from experimental aluminium alloys alloyed by scandium. Mater. Sci. Forum. 2018. Vol. 918. P. 54—62.

22. Mann V.Kh., Sidelnikov S.B., Konstantinov I.L., Baranov V.N., Dovzhenko I.N., Voroshilov D.S., Lopatina E.S., Yakivyuk O.V., Belokonova I.N. Modeling and investigation of the process of hot rolling of large-sized ingots from aluminum alloy of the Al—Mg system, economically alloyed by scandium. Mater. Sci. Forum. 2019. Vol. 943. P. 58—65.

23. Sidelnikov S.B., Yakivyuk O.V., Baranov V.N., Konstantinov I.L., Dovzhenko I.N., Lopatina E.S., Voroshilov D.S., Samchuk A.P., Frolov V.A. Computer simulation, analysis of force and temperature-speed parameters of the process of combined machining of Al—Mg—Sc alloys. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. Vol. 544. No. 012018. P. 1—5.

24. Матвеев М.А. Оценка вероятности разрушения металла при горячей пластической деформации с помощью критерия Кокрофта—Латама. Науч.-техн. ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2017. Т. 23. No. 2. С. 109—126.

25. Сидельников С.Б., Беспалов В.М., Довженко Н.Н., Беляев С.В., Солдатов С.В., Трифоненков Л.П., Сидельников А.С., Федорова О.В. Устройство для непрерывной прокатки и прессования катанки из цветных металлов и сплавов: Пат. 139085 (РФ). 2014.


Для цитирования:


Сидельников С.Б., Якивьюк О.В., Баранов В.Н., Зенкин Е.Ю., Довженко И.Н. Разработка, моделирование и исcледование технологии получения длинномерных деформированных полуфабрикатов из алюминиево-магниевых сплавов с низким содержанием скандия. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2019;(6):51-59. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-6-51-59

For citation:


Sidelnikov S.B., Yakivyuk O.V., Baranov V.N., Zenkin E.Y., Dovzhenko I.N. Development, modeling and research of technology for producing longish deformed semi-finished products from aluminum-magnesium alloys with low scandium contents. Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya (Universities' Proceedings Non-Ferrous Metallurgy). 2019;(6):51-59. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-6-51-59

Просмотров: 53


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)