Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Ультрамелкозернистые Al – Mg2Si-сплавы с добавками переходных металлов и улучшенными механическими свойствами

О. В. Рыбальченко, Н. Ю. Табачкова, Н. С. Мартыненко, Г. В. Рыбальченко, Е. А. Лукьянова, Д. Р. Темралиева, И. Е. Тарытина, А. И. Огарков, А. Г. Рааб, С. В. Добаткин

Аннотация


Исследовано влияние комбинированной обработки методом ротационной ковки при комнатной температуре с последующим равноканальным угловым прессованием при 150 °C и старением на структуру, фазовые превращения и прочностные характеристики Al – Mg2Si-сплавов, легированных Sc или добавками (Sc + Zr) и (Sc + Hf ). На основании полученных результатов исследований рекомендованы режимы старения сплавов в исходном состоянии и при комбинированной обработке, обеспечивающие повышение как их прочности, так и пластичности. Наилучший комплекс механических характеристик получен у сплава Al – Mg2Si с добавкой (Sc + Hf ).


Ключевые слова


Al – Mg2Si-сплавы; ротационная ковка (РК); равноканальное угловое прессование (РКУП); микроструктура; микротвердость; удельное электросопротивление; старение; прочность; пластичность

Полный текст:

PDF

Литература


Williams J. C., Starke J. E. A. Progress in structural materials for aerospace systems // Acta Mater. 2003. V. 51. P. 5775 – 5799.

Edwards G. A., Stiller K., Dunlop G. L. APFIM investigation of fine-scale precipitation in aluminium alloy 6061 // App. Surf. Sci. 1994. V. 76 – 77. P. 219 – 225.

Fang X., Song M., Li K., Du Y. Precipitation sequence of an aged Al – Mg – Si alloy // J. Min. Metall. B. 2010. V. 46. P. 171 – 180.

van Huis M. A., Chen J. H., Zandbergen H. W., Sluiter M. H. F. Phase stability and structural relations of nanometer-sized, matrix-embedded precipitate phases in Al – Mg – Si alloys in the late stages of evolution // Acta Mater. 2006. V. 54. P. 2945 – 2955.

Vissers R., van Huis M. A., Jansen J. et al. The crystal structure of the  phase in Al – Mg – Si alloys // Acta Mater. 2006. V. 2007. P. 3815 – 3823.

Cuniberti A., Tolley A., Riglos M. V. C., Giovachini R. Influence of natural aging on the precipitation hardening of an AlMgSi alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 527. P. 5307 – 5311.

Takeda M., Ohkubo F., Shirai T., Fukui K. Stability of metastable phases and microstructures in the ageing process of Al – Mg – Si ternary alloys // J. Mater. Sci. 1998. V. 33. P. 2385 – 2390.

Cayron C., Buffat P. A. Transmission electron microscopy study of the  phase (Al – Mg – Si alloys) and QC phase (Al – Cu – Mg – Si alloys): ordering mechanism and crystallographic structure // Acta Mater. 2000. V. 48. P. 2639 – 2653.

Zakharov V. V., Rostova T. D. Effect of scandium, transition metals, and admixtures on strengthening of aluminum alloys due to decomposition of the solid solution // Met. Sci. Heat Treat. 2007. V. 49, Is. 9. P. 435 – 442.

Cabibbo M., Evangelista E. A TEM study of the combined effect of severe plastic deformation and (Zr), (Sc + Zr)-containing dispersoids on an Al – Mg – Si alloy // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 5329 – 5338.

Cabibbo M., Scalabrooni C., Evangelista E. Effects of severe plastic deformation induced by equal-channel angular pressing in the AA1200, AA5754, AA6082 and AA6106 modified with Zr and Zr + Sc // Metall. Sci. Technol. 2013. V. 24. P. 31 – 40.

Cabibbo M. Microstructure strengthening mechanisms an Al – Mg – Si – Sc – Zr equal channel angular pressed aluminum alloy // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 281. P. 38 – 43.

Pereira P. H. R., Wang Y. C., Huang Y., Langdon T. 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. A. 2017. V. 685. P. 367 – 376.

Samaee M., Najafi S., Eivani A. R. et al. Simultaneous improvements of the strength and ductility of fine-grained AA6063 alloys with increasing number of ECAP passes // Mater. Sci. Eng. A. 2016. V. 669. P. 350 – 357.

Vedani M., Angella G., Bassani P. et al. DSC analysis of strengthening precipitates in ultrafine Al – Mg – Si alloys // JTAC. 2007. V. 87. P. 277 – 284.

Liu M., Wu Z., Yang R. et al. DSC analyses of static and dynamic precipitation of an Al – Mg – Si – Cu aluminium alloy // Prog. Nat. Sci. 2015. V. 25. P. 153 – 158.

Kemsies R. H., Milkereit B., Wenner S. et al. In situ DSC investigation into the kinetics and microstructure of dispersoid formation in Al – Mn – Fe – Si (– Mg) alloys // Mater. Des. 2018. V. 146. P. 96 – 107.

Bochvar N. R., Rybalchenko O. V., Leonova N. P. et al. Effect of cold plastic deformation and subsequent aging on the strength properties of Al – Mg2Si alloys with combined (Sc + Zr) and (Sc + Hf) additions // J. Alloy. Compd. 2020. V. 821. P. 311 – 321.

Bochvar N. R., Rokhlin L. L., Rybalchenko O. V. et al. The effect of transition metals on the structure and hardening of Al – Mg – Si alloys after cold plastic deformation // J. Phys. Conf. Ser. 2020. V. 1431, Is. 1. Art. 012050. DOI: 10.1088/1742-6596/1431/1/012050

Bochvar N. R., Rybalchenko O. V., Leonova N. P. et al. Effect of scandium and other transition metals on the recrystallization of Al – Mg2Si alloys after equal-channel angular pressing // Russ. Metall. (Metally). 2021. V. 3. P. 278 – 282. DOI: 10.1134/S0036029521030058

Bochvar N. R., Rybalchenko O. V., Tabachkova N. Yu. et al. Kinetics of phase precipitation in Al – Mg – Si alloys subjected to equal-channel angular pressing during subsequent heating // J. Alloy. Compd. 2021. Art. 160583. DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.160583

Rybal’chenko O. V., Martynenko N. S., Rybal’chenko G. V. et al. Effect of equal-channel angular pressing and subsequent aging on the structure and mechanical properties of Al – Mg2Si alloys with transition metal additions // Russ. Metall. (Metally). 2023. Is. 7. P. 879 – 890. DOI: 10.1134/S0036029523070091

Hamdi I., Boumerzoug Z. The effect of the artificial aging on the precipitation kinetic in the Al – Mg – Si alloys // J. Phys. Sci. Applic. 2016. V. 6. P. 44 – 48. DOI: 10.17265/ 2159-5348/2016.06.006

Vevecka A., Cabibbo M., Langdon T. G. A characterization of microstructure and microhardness on longitudinal planes of an Al – Mg – Si alloy processed by ECAP // Mater. Charact. 2013. V. 84. P. 126 – 133.

Ashrafizadeh S. M., Eivani A. R. Correlative evolution of microstructure, particle dissolution, hardness and strength of ultrafine grained AA6063 alloy during annealing // Mater. Sci. Eng. A. 2015. V. 644. P. 284 – 296.

Lee S., Utsunomiya A., Akamatsu H. et al. Influence of scandium and zirconium on grain stability and superplastic ductilities in ultrafine-grained Al – Mg alloys // Acta Mater. 2002. V. 50. P. 553 – 564.

Yuan S., Chen L., Tang J. et al. Correlation between homogenization treatment and subsequent hot extrusion of Al – Mg – Si alloy // J. Mater. Sci. 2019. V. 54, Is. 13. P. 9843 – 9856.

Zhu S., Shih H.-C., Cui X. et al. Design of solute clustering during thermomechanical processing of AA6016 Al – Mg – Si alloy // Acta Mater. 2021. V. 203. Art. 116455.

Frоck H., Milkereit B., Wiechmann P. et al. Influence of solution-annealing parameters on the continuous cooling precipitation of aluminum alloy 6082 // Metals. 2018. V. 8, Is. 4. Art. 265.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.10.33-43

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025