ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕКСТУРЫ, МИКРОСТРУКТУРЫ И АНИЗОТРОПИИ СВОЙСТВ В ПРОЦЕССЕ ПРОКАТКИ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЙ-ЛИТИЕВОГО СПЛАВА 1420

Приведены результаты исследований формирования кристаллографической ориентации структуры и анизотропии свойств в процессе прокатки листов из алюминий-литиевого сплава 1420 системы Al–Mg–Li. Горячекатаные заготовки из сплава 1420 прокатывали вхолодную с промежуточными закалками по следующему маршруту: 7,3 мм → 4,8 мм → 3,0 мм → 1,8 мм. После каждого прохода отбирались образцы для проведения механических испытаний и анализа структуры методами оптической микроскопии и дифрактометрии. Для листов всех рассматриваемых состояний характерна деформированная волокнистая структура и значительная анизотропия механических свойств. При этом максимальная пластичность наблюдается под углом 45° к направлению прокатки. Характер анизотропии свойств, сформированной на стадии горячей прокатки, не изменяется в процессе холодной прокатки. На всех этапах прокатки листы из сплава 1420 за счет сохранения нерекристаллизованной структуры обладают острой текстурой деформации. Так, в ходе анализа полюсных фигур и преимущественных ориентировок выявлено увеличение объемных долей ориентировок прокатки (типа латуни – медленное, а типа S – более быстрое) с ростом суммарных деформаций холодной прокатки. Ориентировки рекристаллизации (типа R) присутствуют в небольших количествах лишь после горячей прокатки. Объемная доля бестекстурной составляющей уменьшается с ростом суммарных деформаций. На основании полученных результатов исследований сделан вывод о том, что для уменьшения доли текстуры деформации и снижения анизотропии свойств в листах из сплава 1420 необходимо в первую очередь обеспечить протекание процессов рекристаллизации на стадии горячей прокатки с целью получения рекристаллизованной горячекатаной заготовки для последующей холодной прокатки.

прокатка, текстура, микроструктура, анизотропия свойств, алюминий-литиевый сплав 1420

1. Гуреева М.А., Грушко О.Е., Овчинников В.В. Свариваемые алюминиевые сплавы в конструкциях транспортных средств // Заготовительные производства в машиностроении. 2009. No. 3. С. 27—41.

2. Фридляндер И.Н. Алюминиевые сплавы в летательных аппаратах в периоды 1970—2000 и 2001—2015 гг. // МиТОМ. 2001. No. 1. С. 5—9.

3. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник РАН. 2012. Т. 82. No. 6. С. 520.

4. Wanhill R.J.H. Status and prospects for aluminium-lithium alloys in aircraft structures // Int. J. Fatigue. 1994. Vol. 16(1). P. 3—20.

5. Хохлатова Л.В., Колобнев Н.И., Оглодков М.С., Михайлов Е.Д. Алюминиевые сплавы для самолетостроения // Металлург. 2012. No. 5. С. 31—35.

6. Колобнев Н.И., Хохлатова Л.В., Антипов В.В. Перспективные алюминиевые сплавы для самолетных конструкций // Технология легких сплавов. 2007. No. 2. С. 35—38.

7. Elagin V.I., Zakharov V.V. Modern Al—Li alloys and prospects of their development // Metal Sci. Heat Treatment. 2013. Vol. 55. P. 184—190.

8. Il’in A.A., Zakharov V.V., Betsofen M.S., Osintsev O.E., Rostova T.D. Texture and anisotropy of the mechanical properties of an Al—Mg—Li—Zn—Sc—Zr alloy // Russ. Metallurgy. 2008. No. 5. P. 406—412.

9. Rioja R., Liu J. The evolution of Al—Li base products for aerospace and space applications // Metal. Mater. Trans. 2012. Vol. 43A. P. 3325—3337.

10. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов (резервы интенсификации). М.: Машиностроение, 1998.

11. Гречников Ф.В., Ерисов Я.А., Арышенский Е.В. Проектирование технологических режимов прокатки листов и лент для вытяжки изделий с минимальным фестонообразованием // Вестник СамГТУ (НИУ). 2011. No. 2 (26). С. 158—167.

12. Aryshenskii E.V., Aryshenskii V.Y., Grechnikova A.F., Beglov E.D. Evolution of texture and microstructure in the production of sheets and ribbons from aluminum alloy 5182 in modern rolling facilities // Metal Sci. Heat Treatment. 2014. Vol. 56. Iss. 7-8. P. 347—352.

13. Aryshenskii E.V., Serebryany V.N., Tepterev M.S., Grechnikova A.F. Study of the laws of texture formation in the alloy 8011 during cold rolling and annealing // Phys. Metal Metallograph. 2015. Vol. 116. Iss. 9. P. 925—931.

14. Оглодков М.С., Хохдатова Л.Б., Колобнев Н.И., Алексеев А.А., Лукина Е.А. Влияние термомеханической обработки на свойства и структуру сплава системы Al—Cu—Mg—Li—Zn // Авиационные материалы и технологии. 2010. No. 4. С. 7—11.

15. Hales S.J., Hafley R.A. Texture and anisotropy in Al-Li alloy 2195 plate and near-net-shape extrusions // Mater. Sci. Eng. A. 1998. Vol. 257. No. 1. P. 153—164.

16. Сетюков О.А., Колобнев Н.И., Хохлатова Л.Б., Оглодков М.С. Влияние кристаллографических ориентировок на свойства плит из Al—Li сплавов В-1461 и 1424 // Технология легких сплавов. 2010. No. 1. С. 100—106.

17. Клочкова Ю.Ю., Грушко О.Е., Ланцова Л.П., Бурляева И.П. Освоение в промышленном производстве полуфабрикатов из перспективного алюминий-литиевого сплава В-1469 // Авиационные материалы и технологии. 2011. No. 1. С. 8-12.

18. 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.

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

20. Фридляндер И.Н., Хохлатова Л.Б., Колобнев Н.И., Рендикс К., Темпус Г. Развитие термически стабильного алюминиево-литиевого сплава 1424 для применения в сварном фюзеляже // МиТОМ. 2002. No. 1. С. 3—7.

21. Милевская Т.В., Рушиц С.В., Ткаченко Е.А., Антонов С.М. Деформационное поведение высокопрочных алюминиевых сплавов в условиях горячей деформации // Авиационные материалы и технологии. 2015. No. 2 (35). С. 3—9.

22. Хохлатова Л.Б., Колобнев Н.И., Лукина Е.А., Бер Л.Б. Снижение анизотропии в листах Al—Mg—Li—Znсплава 1424 // Цвет. металлы. 2013. No. 3 (843). С. 78—81.

23. Фридляндер И.Н., Хохлатова Л.Б., Колобнев Н.И., Алексеев А.А., Лукина Е.А., Колесникова О.К. Конструкционный сплав 1424 пониженной плотности системы Al—Mg—Li—Zr—Sc для сварных и клепаных конструкций авиакосмической техники // Технология легких сплавов. 2002. No. 4. С. 20—23.

24. Хохлатова Л.Б., Лукин В.И., Колобнев Н.И., Иода Е.Н., Базескин А.В., Лавpенчук В.П., Кошкин В.В., Мезенцева Е.А. Перспективный алюминиево-литиевый сплав 1424 для сварных конструкций изделий авиакосмической техники // Сварочное пр-во. 2009. No. 3. С. 7—10.

25. Ерисов Я.А., Гречников Ф.В., Оглодков М.С. Влияние режимов изготовления листов из сплава в-1461 на кристаллографию структуры и анизотропию свойств // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2015. No. 6. С. 36—42.

26. Longzhou M., Jianzhong C., Xiaobo Z.A. Study on improving the cold-forming property of Al—Mg—Li alloy 01420 // Adv. Perform. Mater. 1997. Vol. 4. P. 105—114.

27. Курсиков Ю.А., Москвичев Г.Г., Грушко О.Е., Винокуров Н.Д., Смаковская А.В. Исследование склонности сплава 01420 к образованию расслоений // Алюминиевые сплавы и специальные материалы: Тр. ВИАМ. Вып. 10. 1977. С. 13—15.

28. Фридляндер Н.И., Шамрай В.Ф., Ширяева Н.В. Фазовый состав и механические свойства сплавов алюминия с магнием и литием // Изв. АН СССР. Металлы. 1965. No. 2. С. 153—156.

29. Федорова А.В., Москвичев Г.Г., Кондрашева Л.Н. Причины низкой технологичности сплава 01420 при прокатке и пути их устранения // Алюминиевые сплавы и специальные материалы: Тр. ВИАМ. Вып. 10. 1977. С. 16—18.

30. Grechnikov F.V., Erisov Y.A. Virtual material model with the given crystallographic orientation of the structure // Key Eng. Mater. 2016. Vol. 684. P. 134—142.

31. Erisov Y.A., Grechnikov F.V., Surudin S.V. Yield function of the orthotropic material considering the crystallographic texture // Struct. Eng. Mech. 2016. Vol. 58. Iss. 4. P. 677—687.