Способ получения сверхпластичного листа из алюминиевого сплава системы алюминий-литий-магний


 


Владельцы патента RU 2468114:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (RU)

Изобретение относится к способам получения сверхпластичных листов из алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-литий, применяемых для формовки изделий сложной формы, используемых в качестве конструкционных материалов. Из слитка получают заготовку прямоугольного сечения, квадратную в плане, с отношением толщины к ширине, равным 0,17-0,33, деформацию заготовки проводят равноканальным угловым прессованием при угле пересечения каналов 90°, температуре 320-330°C, числе проходов, соответствующем истинной деформации, 4, с противодавлением, равным 40-50% от приложенного давления, и поворотом заготовки после каждого прохода на угол 90° вокруг нормали к наибольшей площади сечения заготовки и дополнительно на 180° вокруг продольной оси, прессованную заготовку подвергают изотермической прокатке в интервале температур 320-330°C, затем проводят закалку с 450±10°C после выдержки в течение 2 часов и повторно нагревают до 120°C, выдерживают в течение 5 часов и охлаждают с печью. Способ позволяет получить сверхпластичные листы из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Li с высокой изотропностью механических свойств и повышенными показателями сверхпластичности при пониженных температурах и высоких скоростях деформирования за счет сохранения равноосной ультрамелкозернистой структуры. 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения сверхпластичных листов из алюминиевого сплава системы алюминий-магний-литий, применяемых для сверхпластической формовки изделий сложной формы, а также для производства прессованных профилей в качестве конструкционного материала.

Известен способ получения тонкого листа для сверхпластической формовки из сплавов системы Al-Mg-Li (RU №1529750, публ. 27.03.1996), включающий гомогенизацию слитка, горячую прокатку, закалку, гетерогенизационный отжиг и холодную прокатку с промежуточными отжигами.

Технологический процесс включает:

- гомогенизационный отжиг слитков при 475-520°C в течение 3-8 ч;

- горячую прокатку;

- закалку с 490-520°C;

- гетерогенизационный отжиг при 385-410°C в течение 1-2 ч;

- холодную прокатку с промежуточными отжигами при 385-410°C в течение 5-30 минут через каждые 30-55% деформации, причем охлаждение после гетерогенизационного и промежуточных отжигов проводят со скоростью, равной 350-750°C/с.

Основным недостатком этого способа является низкий уровень механических свойств, при конечной толщине листа 6 мм, соответственно характеризуется повышенным весом детали конструкции и делает ее экономически не выгодной. Недостатком данного способа также является многоступенчатость термомеханической обработки, в результате чего возрастает стоимость конечного изделия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения сверхпластичных листов из алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-литий (RU №2345173, публ. 27.01.2009), включающий получение из слитка заготовки в виде цилиндра, которую подвергают закалке с 460±10°C в течение 0,5 ч, далее заготовку прессуют в пересекающихся каналах с диаметром, соответствующим диаметру деформируемой сдвигом заготовки в интервале температур 300-400°C со степенью накопленной деформации е=10, затем проводят прокатку при температуре 330-370°C. В указанном способе при размере зерен 1 мкм лист показал при температуре 400°C и скорости деформирования 10-2 c-1 эффект сверхпластичности с относительным удлинением 530%.

Главным недостатком этого способа является то, что не достигается максимальный (предельный) эффект сверхпластичности, необходимый для получения бездефектных изделий сложной формы способом сверхпластической формовки. Кроме того, способ экономически не эффективен, так как необходима дополнительная операция передела изготовки после РКУ с цилиндрической формы на прямоугольную для прокатки листа.

Техническим результатом является создание способа получения сверхпластичного листа из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Li с высокой изотропностью механических свойств и повышенными показателями сверхпластичности при пониженных температурах и высоких скоростях деформации за счет сохранения равноосной ультрамелкозернистой структуры.

Технический результат достигается с помощью предложенного способа получения сверхпластичного листа из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Li, включающего получение из слитка заготовки, прессование ее в пересекающихся каналах, прокатку, причем из слитка получают заготовку прямоугольного сечения, квадратную в плане, с отношением толщины к ширине, равным 0,17-0,33, деформацию заготовки равноканальным угловым прессованием при угле пересечения каналов 90° проводят при температуре 320-330°C с числом проходов, соответствующим истинной деформации, 4, с противодавлением, равным 40-50% от приложенного давления, с поворотом заготовки после каждого прохода на угол 90° вокруг нормали к наибольшей площади сечения заготовки и дополнительно на 180° вокруг продольной оси, после чего прессованную заготовку подвергают изотермической прокатке в интервале температур 320-330°C, затем проводят закалку с 450±10°C в течение 2 часов и повторно нагревают до 120°C с выдержкой в течение 5 часов, охлаждая с печью.

Существенные отличия предлагаемого изобретения состоят в том, что из слитка предварительно получают заготовку прямоугольного сечения, квадратную в плане, с отношением толщины к ширине, равным 0,17-0,33, деформацию равноканальным угловым прессованием при угле пересечения каналов 90° проводят при температуре 320-330°C с числом проходов, соответствующим истинной деформации, 4, с противодавлением, равным 40-50% от приложенного давления, с поворотом заготовки после каждого прохода на угол 90° вокруг нормали к наибольшей площади сечения заготовки и дополнительно на 180° вокруг продольной оси, в результате чего при предложенных режимах прессования обеспечивается формирование ультрамелкозернистой структуры (1,0-1,2 мкм). Комплексная обработка с сокращенным числом циклов РКУП делает способ экономически выгодным для партии изделий.

Кроме того, двухступенчатая обработка, состоящая из РКУП, с последующей изотермической прокаткой позволяет получать листы из сплавов системы Al-Mg-Li с высокими сверхпластическими свойствами, характеризующимися комбинацией прочности и пластичности при комнатной температуре за счет формирования рекристаллизованной однородной структуры со слабой кристаллографической текстурой. Тонкие листы с однородной ультрамелкозернистой структурой демонстрируют высокие характеристики сверхпластичности при довольно низкой температуре 350°C и скорости деформации , которая практически совпадает с максимально возможной по техническим условиям скоростью сверхпластической пневмоформовки, относительное удлинение составляет 1500%, в отличие от прототипа. Способ обеспечивает минимальную разнотолщинность детали сложной формы при пневмоформовке.

Пример реализации способа.

Способ получения сверхпластичного листа выполняют следующим образом. Из полученного слитка вырезают прямоугольную заготовку размером 180×180×40 мм, прессуют в пересекающихся под углом 90° каналах с поперечным сечением, соответствующим поперечному сечению деформируемой заготовки, простым сдвигом при температуре 325°C до степени накопленной деформации 4 с противодавлением, равным 40-50% от приложенного давления, затем заготовку размерами 175×175×35 мм прокатывают в изотермических условиях на конечную толщину 1,8 мм при температуре 325°C, после чего подвергают закалке при температуре 450±10°C в течение 2 часов с охлаждением, например, в масле и проводят повторный нагрев - старение 120°C с выдержкой в течение 5 часов и охлаждением с печью.

Полученная равноканальным угловым прессованием ультрамелкозернистая структура остается стабильной в процессе изотермической прокатки, а сохранившаяся равноосность зеренной структуры ведет к повышению однородности механических свойств, улучшению их эксплуатационных характеристик.

Предлагаемый способ позволяет получить сверхпластичные листы из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Li с высокой изотропностью механических свойств и повышенными показателями сверхпластичности при пониженных температурах и высоких скоростях деформации за счет сохранения равноосной ультрамелкозернистой структуры.

Способ более экономичный и практически реализуемый в промышленном производстве, позволяет сократить суммарную продолжительность основных операций технологического процесса.

Способ получения сверхпластичного листа из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Li, включающий получение из слитка заготовки, равноканальное угловое прессование ее в пересекающихся каналах, прокатку, отличающийся тем, что из слитка получают заготовку прямоугольного сечения, квадратную в плане, с отношением толщины к ширине, равным 0,17-0,33, равноканальное угловое прессование осуществляют при угле пересечения каналов 90° и температуре 320-330°C с числом проходов, соответствующим истинной деформации, 4, с противодавлением, равным 40-50% от приложенного давления, и поворотом заготовки после каждого прохода на угол 90° вокруг нормали к наибольшей площади сечения заготовки и дополнительно на 180° вокруг продольной оси, после чего прессованную заготовку подвергают изотермической прокатке в интервале температур 320-330°C, затем проводят закалку с 450±10°C в течение 2 ч и повторно нагревают до 120°C с выдержкой в течение 5 ч и охлаждают с печью.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения изделий методами обработки давлением. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии термомеханической обработки алюминиевых или магниевых сплавов при получении из них изделий с нано- и микрокристаллической структурой.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения сверхпластичных заготовок из алюминиевых сплавов на основе системы алюминий-магний-скандий (Al-Mg-Sc), содержащих также цирконий или цирконий и марганец, применяемых для сверхпластической формовки изделий сложной формы, а также в качестве конструкционного материала.

Изобретение относится к листовому изделию из алюминиевого сплава и может быть использовано для изготовления броневого листа. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения деформированных заготовок из алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-марганец-скандий-цирконий, применяемых в качестве конструкционного материала.
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к термической обработке и обработке давлением металлов, и предназначено для изготовления сверхпластичных листов из алюминиевого сплава.

Изобретение относится к области металлургии, в большей степени к термической обработке и обработке металлов давлением, и предназначено для изготовления сверхпластичных листов из алюминиевого сплава системы Al-Ni-Zn-Mg-Cu-Zr.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве полуфабрикатов в виде поковок, штамповок, прессованных прутков и профилей, катаных плит и листов из высокопрочных сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, предназначенных для применения в силовых конструкциях авиакосмической техники и транспортных средств, к которым предъявляются повышенные требования по прочности, трещиностойкости, усталостной долговечности, коррозионной стойкости.
Изобретение относится к способу изготовления пустотелых изделий из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке способов повышения характеристик усталостной долговечности конструкционных металлов на основе преобразования энергетической структуры материалов как на стадии производства сплавов и полуфабрикатов, так и в эксплуатации

Изобретение относится к области технологии получения высокотемпературных проводников в системе металл - оксид металла и может использоваться для получения соединений, обладающих особыми физическими свойствами

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу термомеханической обработки деформируемых термически неупрочняемых алюминиевых сплавов системы алюминий - магний, получению в результате обработки катаных изделий, например плит и листов, и может быть использовано в транспортном машиностроении, судостроении, авиакосмической технике
Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке новых сплавов и технологий получения из них листовых полуфабрикатов методами термической обработки и обработки давлением

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению износостойкого антифрикционного самосмазывающегося сплава с большим содержанием олова. Распыленные порошки состава Al-40Sn прессуют в брикет и спекают в инертной атмосфере при температуре 590-615°C в течение 90-30 минут. Спеченный брикет подвергают равноканальному угловому прессованию при сохранении неизменного положения плоскости деформации. Сплав обладает высокими механическими и триботехническими свойствами при трении по стали в отсутствие жидкой смазки. 7 ил.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для улучшения качества отливок из алюминиевых сплавов эвтектического типа и сплавов типа твердого раствора за счет устранения в них усадочных пор и раковин. Способ включает термическую обработку отливки из алюминиевого сплава на твердый раствор без последующего старения и горячее изостатическое прессование в газовой рабочей среде при температуре нагрева на 30-100°C ниже температуры нагрева сплава под закалку, давлении 90-160 МПа и времени выдержки в течение 1-3 часов. Техническим результатом изобретения является увеличение показателей механических свойств материала отливок за счет устранения усадочных пор и раковин и оплавления включений легкоплавких эвтектик сложного состава. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к обработке металлов давлением, например, к производству тонких лент из сплавов систем Al-Mg, Al-Mg-Mn и может быть использовано для производства упаковочной тары в пищевой промышленности. Для повышения пластичности и штампуемости обрабатываемого металла и снижения разброса механических свойств в способе холодной многопроходной прокатки тонких лент из алюминиевых сплавов системы Al-Mg или Al-Mg-Mn прокатке подвергают полностью рекристаллизованную горячекатаную заготовку ленты. Заготовка ленты имеет кубическую текстуру и толщину, в 9-10 раз превышающую конечную толщину ленты. Прокатку проводят со степенью деформации 45-57% в каждом из двух последних проходов и со скоростью деформации не менее 10 м/с в последнем проходе с обеспечением температуры 140-160°C в рулоне при смотке ленты в рулон массой не менее 8 т. 1 табл.

Изобретение относится к обработке алюминия, в частности к регулированию ресурса работы изделий, изготавливаемых из технически чистого алюминия и эксплуатирующихся в условиях ползучести, и может быть использовано в строительстве, производстве двигателей, автомобиле-, авиа- и судостроении, где наибольшее применение находит алюминий и сплавы на его основе. Способ включает измерение относительного изменения скорости ползучести изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести, и ускорение или замедление процесса ползучести путем воздействия на изделие постоянным магнитным полем, при этом замедление проводят воздействием магнитным полем с индукцией 0,15-0,3 Тл, а ускорение - воздействием магнитным полем с индукцией 0,01-0,15 Тл. Изобретение позволяет управлять скоростью ползучести технически чистого алюминия в интервале от 55% до 54%, что позволяет изменить долговечность изделий из алюминия, работающих в условиях ползучести. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области термообработки алюминиевых полос. Способ характеризуется тем, что холоднокатаная полоса из алюминия непрерывно транспортируется по маршруту транспортировки, где расположен, по меньшей мере, один горелочный мост с горелками прямого воздействия пламени (DFI) для нагревания полосы, причем горелочный мост расположен перпендикулярно к направлению движения полосы, горелки прямого воздействия пламени (DFI) взаимно расположены так, чтобы полоса нагревалась по всей ширине до одинаковой или, по существу, почти одинаковой температуры, при этом скорость прохождения полосы через горелочный мост и тепловую мощность горелок устанавливают такими, чтобы при тепловой обработке выполнялся отжиг полосы, и полоса могла наматываться в рулон. Изобретение позволяет сократить процесс термообработки алюминиевой полосы и одновременно повысить стабильность механических свойств и качество ее поверхности. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх