Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние ротационной ковки на микроструктуру и механические свойства электротехнического Al – Cu – Mn-сплава

Станислав Олегович Рогачев, Кирилл Андреевич Цыденов, Владимир Александрович Андреев, Софья Александровна Бондарева

Аннотация


Предложен способ деформационно-термической обработки, основанный на ротационной ковке и обеспечивающий получение длинномерных заготовок из сплава Al – 2 % (масс.) Cu – 2 % (масс.) Mn. Проведена ротационная ковка сплава при 200 °C (после выдержки 10 – 15 мин) и последующий отжиг в интервале температур 250 – 450 °C. Исследована структура алюминиевого сплава в разных состояниях, измерена микротвердость по Виккерсу, проведены статические испытания образцов на растяжение. С использованием ротационной ковки получены длинномерные заготовки, обладающие высокой прочностью в сочетании со значительной пластичностью (предел текучести выше 300 МПа, относительное удлинение 13 %), а также высокой термической стабильностью (до 350 °C) без дополнительного введения в сплав циркония.


Ключевые слова


алюминиевый сплав; ротационная ковка; микроструктура; механические свойства

Полный текст:

PDF

Литература


Dar S. M., Liao H. Creep behavior of heat resistant Al – Cu – Mn alloys strengthened by fine () and coarse (Al20Cu2Mn3 ) second phase particles // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 763. 138062. DOI: 10.1016/j.msea.2019.138062

Belov N. A., Akopyan T. K., Shurkin P. K., Korotkova N. O. Comparative analysis of structure evolution and thermal stability of experimental AA2219 and model Al – 2 wt.% Mn – 2 wt.% Cu cold rolled alloys // J. Alloys Compd. 2021. V. 864. 158823. DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.158823

Bai X., Liu L., Fei M. et al. A fully recrystallized heterogeneous grain structure with dispersed second phases for enhancing strength-ductility synergy in an Al – Cu – Mn alloy // J. Alloys Compd. 2024. V. 1005. 175989. DOI: 10.1016/ j.jallcom.2024.175989

Koshmin A., Cherkasov S., Fortuna A. et al. Optimization of flat-rolling parameters for thermally stable alloy of Al – Cu – Mn system with micro additions of Si and Zr // Metals. 2023. V. 13. 2019. DOI: 10.3390/met13122019

Koshmin A., Zinoviev A., Cherkasov S. et al. Finite element modeling and experimental verification of a new aluminum Al – 2 % Cu – 2 % Mn alloy hot cladding by flat rolling // Metals. 2024. V. 14. P. 852. DOI: 10.3390/met14080852

Belov N. A., Alabin A. N. Energy efficient technology for Al – Cu – Mn — Zr sheet alloys // Materials Science Forum. 2013. V. 765. P. 13 – 17. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ MSF.765.13

Belov N. A., Alabin A. N., Matveeva I. A. Optimization of phase composition of Al – Cu – Mn – Zr – Sc alloys for rolled products without requirement for solution treatment and quenching // J. Alloys Compd. 2014. V. 583. P. 206 – 213. DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.08.202

Zoeller T. L., Sanders Jr. T. H. The rate of solidification and the effects of local composition on the subsequent nucleation of Al20Cu2Mn3 dispersoid phase in Al – 4Cu – 0.3Fe – 0.4Mn – 0.2Si alloys // J. Phys. IV. 2004. V. 120. P. 61 – 68. DOI: 10.1051/jp:2004120006

Feng Z. Q., Yang Y. Q., Huang B. et al. Crystal substructures of the rotation-twinned T (Al20Cu2Mn3 ) phase in 2024 aluminum alloy // J. Alloys Compd. 2014. V. 583. P. 445 – 451. DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.08.200

Belov N. A., Akopyan T. K., Korotkova N. O. et al. Structure and heat resistance of high strength Al – 3.3 % Cu – 2.5 % Mn – 0.5 % Zr (wt.%) conductive wire alloy manufactured by electromagnetic casting // J. Alloys Compd. 2022. V. 891. 161948. DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.161948

Valiev R. Z., Islamgaliev R. K., Alexandrov I. V. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation // Prog. Mater. Sci. 2000. V. 45. P. 103 – 189. DOI: 10.1016/ S0079-6425(99)00007-9

Straumal B. B., Kulagin R., Klinger L. et al. Structure refinement and fragmentation of precipitates under severe plastic deformation: A review // Materials. 2022. V. 15. P. 601. DOI: 10.3390/ma15020601

Rogachev S. O., Belov N. A., Tabachkova N. Y. et al. Effect of intermediate processing treatment on the structure and mechanical properties of Al – 4 wt% Cu – 3 wt% Mn alloy manufactured by electromagnetic casting followed by high-pressure torsion (HPT) // J. Alloys Compd. 2024. V. 1003. 175753. DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.175753

Klumpp A., Kauffmann A., Seils S. et al. Influence of cold rotary swaging on microstructure and uniaxial mechanical behavior in alloy 718 // Met. Mater. Trans. A. 2021. V. 52. P. 4331 – 4341. DOI: 10.1007/s11661-021-06371-w

Панов Д. О., Смирнов А. И., Перцев А. С. Структурообразование метастабильной аустенитной стали при холодной пластической деформации методом радиальной ковки // ФММ. 2019. Т. 120, № 2. С. 198 – 204. DOI: 10.1134/ S0015323019020141

Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н., Шайманов Г. С. Структура, динамическая трещиностойкость и микромеханизм роста трещин в трубных заготовках после деформационно-термической обработки // ФММ. 2018. Т. 119, № 1. С. 54 – 62.

Kunčická R., Kocich L., Dvořák K., Macháčková A. Rotary swaged laminated Cu – Al composites: effect of structure on residual stress and mechanical and electric properties // Mater. Sci. Eng. A. 2019. V. 742. P. 743 – 750. DOI: 10.1016/ j.msea.2018.11.026

Рогачев С. О., Андреев В. А., Юсупов В. С. и др. Структура и механические свойства биметаллических проводов “алюминиевый сплав/медь” после ротационной ковки // МиТОМ. 2020. № 12. С. 26 – 31. DOI: 10.30906/mitom. 2020.12.26-31




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.6.12-18

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025