Исследование влияния степени обжатия при холодной прокатке и температуры окончательного отжига на свойства и микроструктуру листов из сплава системы Al–Mg–Sc

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.

1. Елагин 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.

2. 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.

3. Елагин В.И. О легировании деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. В кн.: Металловедение сплавов легких металлов. М.: Наука, 1970. С. 51—59.

4. Елагин В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. М.: Металлургия, 1975.

5. Willey L.A. Aluminum—scandium alloy: Pat. No. 3619181 (US). 1971.

6. 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.

7. 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.

8. Туркина Н.И., Кузьмина В.И. Фазовые взаимодействия в системе Al—Mg—Sc. Изв. АН СССР. Металлы. 1976. No. 4. С. 208—212.

9. 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.

10. 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).

11. Kendig K.L., Miracle D.B. Strengthening mechanisms of an Al—Mg—Sc—Zr alloy. Acta Mater. 2002. Vol. 50 (16). P. 4165—4175.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов (Резервы интенсификации). М.: Машиностроение, 1998.

23. 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.

24. 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.

25. Choia S.-H., Barlat F. Prediction of macroscopic anisotropy in rolled aluminum-lithium sheet. Scripta Mater. 1999. Vol. 41. No. 9. P. 981—987.

26. 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.