ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТЕПЕНИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРЫ СЛИТКОВ ИЗ СПЛАВА 6063 НА ИХ ПЛАСТИЧНОСТЬ, ПАРАМЕТРЫ ПРЕССОВАНИЯ И СВОЙСТВА ПРЕССОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ

В результате анализа научно-технической литературы и практических данных было установлено, что изменение пара- метров литья слитков при применении различных конструкций кристаллизаторов позволяет варьировать степень из- мельчения зеренной структуры слитков в достаточно широком диапазоне, что должно отражаться на условиях экстру- зии профилей из алюминиевых сплавов и их физико-механических характеристиках. Поэтому целью настоящей работы  являлась оценка влияния степени измельчения зеренной структуры слитков сплава 6063 на деформационные и ско- ростные параметры прессования и механические свойства получаемых профилей. Для исследований было использова- но несколько партий слитков диаметром 178 мм из сплава 6063, отлитых в промышленных условиях, а также профили,  полученные методом прямого прессования на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 18 МН, подвергнутые  закалке и старению. Оценка размера зерна в гомогенизированных слитках проводилась методом световой микроскопии  на оптическом микроскопе Olimpus, а испытания механических свойств – на универсальной испытательной машине  Inspect 20 кН-1. Установлено, что исходный размер зерна в структуре слитка оказывает значительное влияние как на пла- стичность заготовок при прессовании, так и на конечную структуру и механические свойства профильной продукции из  алюминиевых сплавов. Анализируя полученные результаты, можно заключить, что повышение прочностных характери- стик пресс-изделий из слитков с более измельченной структурой связано с тем, что в структуре металла после его дефор- мации сохраняется мелкое зерно, а пластичность литого металла растет с увеличением степени измельчения зеренной  структуры в слитке. В связи с этим повышаются эффективность закалки профильной продукции и скорость истечения  металла при прессовании.

размер зерна, литье, экструзия, механические свойства, структура

1. Макаров Г.С. Слитки из алюминиевых сплавов с магнием и кремнием для прессования. Основы производства. М.: Интермет Инжиниринг, 2011.

2. Саха П.К. Технология прессования алюминия. Пер. с англ. М.: НП «АПРАЛ», 2015.

3. Грищенко Н.А., Сидельников С.Б., Губанов И.Ю, Лопатина Е.С., Галиев Р.И. Механические свойства алюминиевых сплавов. Красноярск: СФУ, 2012.

4. Yu Z.H., Zhang D.T., Zhang W., Qiu C. Deformation be- havior and microstructure evolution of 6063 alloy during hot compression. Mater. Sci. Forum. 2018. Vol. 913. P. 63—68.

5. Кайбышев О.А., Валиев Р.З. Границы зерен и свойства металлов. М.: Металлургия, 1987.

6. Овсянников Б.В. Осторожно — модифицирование зерна. Технол. легких сплавов. 2015. No. 2. С. 40—45.

7. Donik C. Influence of artificial aging on the electroche- mical properties of the aluminium AA 6063 alloy. Mater. Tehnol. 2018. Vol. 52(1). P. 71—75.

8. Khlif M., Aydi L., Nouri H., Bradai C. High strain-rate tensile behaviour of aluminium A6063. In: Proc. 7-th Conf. on Design and Modeling of Mechanical Systems (CMSM’2017) (March 27—29, Hammamet, Tunisia). Lecture Notes Mech. Eng., 2018. P. 865—870.

9. Kubásek J., Vojtěch D., Dvorskỳ D. Structure and mechanical properties of aluminium alloy sampled from a firefighter ladder. Manufact. Technol. 2017. Vol. 17(6). P. 876—881.

10. Abioye O.P., Abioye A.A., Atanda P.O., Osinkolu G.A., Folayan A.J. Numerical simulation of outer die angle of equal channel angular extrusion process. Int. J. Mech. Eng. Technol. 2017. Vol. 8(12). P. 264—273.

11. Wang Y., Zhao S., Zhao X. Microstructure of semi-solid 6063 alloy fabricated by radial forging combined with unidirectional compression recrystallization and partial melting process. MATEC Web of Conferences. 2017. No. 136. 01003.

12. Wang Y.Q., Yuan H.X., Chang T., Du X.X., Yu M. Compressive buckling strength of extruded aluminium alloy I-section columns with fixed-pinned end conditions. Thin- Walled Structures. 2017. Vol. 119. P. 396—403.

13. Wang Y., Zhao S., Zhang C. Microstructural evolution of semisolid 6063 aluminum alloy prepared by recrystallization and partial melting process. J. Mater. Eng. Performa. 2017. Vol. 26(9). P. 4354—4363.

14. Li S.-K., Li L.-X., Liu Z.-W., Wang G. Effect of extrusion speed on weld strength of 6063 square tube. Zhongguo Youse Jinshu Xuebao. Chin. J. Nonferr. Met. 2017. Vol. 27(9). P. 1775—1784.

15. Liu Z.-W., Li L.-X., Yi J., Li S.-K., Wang Z.-H., Wang G. Influence of heat treatment conditions on bending characteristics of 6063 aluminum alloy sheets. Trans. Nonferr. Met. Soc. China (Eng. Ed.). 2017. Vol. 27(7). P. 1498—1506.

16. Imam M., Racherla V., Biswas K., Fujii H., Chintapenta V., Sun Y., Morisada Y. Microstructure-property relation and evolution in friction stir welding of naturally aged 6063 aluminium alloy. Int. J. Adv. Manufact. Technol. 2017. Vol. 91(5-8). P. 1753—1769.

17. Muhammad W., Brahme A.P., Kang J., Mishra R.K., Inal K. Experimental and numerical investigation of texture evolution and the effects of intragranular backstresses in aluminum alloys subjected to large strain cyclic deformation. Int. J. Plastic. 2017. Vol. 93. P. 137—163.

18. Al-Marahleh G. Effect of heat treatment parameters on distribution and volume fraction of Mg2Si in the structural Al 6063 alloy. Amer. J. Appl. Sci. 2006. Vol. 3 (5). P. 1819—1823.

19. Брянцев П.Ю. Исследование и оптимизация режимов термической обработки слитков сплавов системы Al—Mg—Si: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МИСиС, 2007.

20. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1978.

21. Bandini C., Reggiani B., Donati L., Tomesani L. Development and validation of a dynamic and static re crystallization model for microstructural prediction of AA6060 aluminum alloy with qform. In: Proc. Conf. Eleventh International Aluminum Extrusion Technology Seminar. Madison: Omnipress, 2016. Vol. 1. P. 789—800.