Представлен обзор научно-технической литературы, посвященной исследованию закалочной чувствительности деформируемых термически упрочняемых алюминиевых сплавов системы Al–Mg–Si (серия 6ХХХ). Проведен анализ современного состояния и последних достижений в данной области исследований. Рассмотрены факторы, влияющие на закалочную чувствительность данных сплавов. Изложены некоторые аспекты влияния пониженной скорости закалки на процесс старения и свойства материала. Выявлено, что важной тенденцией при изучении фазовых превращений сплавов серии 6ХХХ является применение дифференциальной сканирующей калориметрии и математического моделирования.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.18577/2307-6046-2025-0-2-25-46
Важным направлением повышения качества изделий из деформируемых термически упрочняемых алюминиевых сплавов является дальнейшее совершенствование технологии упрочняющей термической обработки. В частности, ключевой задачей является рациональный выбор режима закалки, при котором соблюдаются два противоположных требования к скорости закалочного охлаждения (Vохл) [1–20]:
Список литературы
1. Колобнев Н.И., Бер Л.Б., Цукров С.Л. Термическая обработка деформируемых алюминиевых сплавов / под ред. Е.Н. Каблова. М.: НП «АПРАЛ», 2020. 552 с.
2. Остерманн Ф. Технология применения подвергается. М.: НП «АПРАЛ», 2019. 872 с.
3. Нечайкина Т.А., Оглодков М.С., Иванов А.Л., Козлова О.Ю., Яковлев С.И., Шляпников М.А. Особенности закалки широких обшивочных плакированных листов из алюминиевого сплава В95п.ч. на линии непрерывной термической обработки // Труды ВИАМ. 2021. № 11 (105). Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.04.2024). DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-11-25-33 EDN: TPGVEG
4. Нефедова Ю.Н., Шляпникова Т.А., Иванов А.Л., Сидельников В.В. Методы снижения остаточных напряжений при закалке высокопрочных алюминиевых сплавов // Труды ВИАМ. 2023. № 7 (125). Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.04.2024). DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-7-23-33 EDN: IIVUAQ
5. Май Суан З., Гневко А.И., Пучков Ю.А. Исследование результатов криогенной обработки на остаточные напряжения и свойства алюминиевого сплава Д16 // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 2 (25). С. 25-31. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-2-25-31 EDN: WGAYBG
6. Ламли Р. Основы металлургии алюминия: последние достижения. Кембридж: Woodhead Publishing, 2018. 578 стр.
7. Захаров Е.Д., Давыдов В.Г., Егорова Л.С. и др. Исследование устойчивости твердых растворов сплавов системы Al-Mg-Si // Технология легких сплавов. 1967. № 2. С. 12-17.
8. Давыдов В.Г., Захаров В.В., Захаров Е.Д., Новиков И.И. Диаграммы изотермического растворения в алюминиевых сплавах: справочник / под ред. И.И. Новикова. М.: Металлургия, 1973. 152 с.
9. Захаров В.В. Прочность твердого раствора в алюминиевых сплавах // Цветные металлы. 2007. № 11. С. 100-107. EDN: YMRGOS
10. Донс АЛ, Лёне О. Чувствительность к закалке сплавов AlMgSi, содержащих Mn или Cr // Библиотека онлайн-трудов MRS. 1983. Т. 21. С. 723-728. EDN: DTQXRD
11. Staley JT Анализ коэффициента закалки алюминиевых сплавов // Материаловедение и технология. 1987. Т. 3 (11). С. 923-935.
12. Братланд Д.Х., Гронг О., Шерклифф Х. и др. Моделирование реакций осаждения при промышленной переработке // Acta Materialia. 1997. Том. 45. Нет. 1. С. 1-22. EDN: AJIJUX
13. Тирякиоглу М. Чувствительность алюминиевых сплавов к закалке // Конференция: Технология закалки и контроля искажений, 1999. С. 1-11. Доступно по адресу: https://www.researchgate.net/publication/259851071_Quench_Sensitivity_of_Aluminum_Alloys (дата обращения: 25 апреля 2024 г.).
14. Strobel K., Easton M., Sweet L. et al. Связь чувствительности к закалке с микроструктурой алюминиевых сплавов серии 6000 // Materials Transactions. 2011. Vol. 52. No. 5. P. 914-919.
15. Strobel K., Easton M., Lay M. et al. Чувствительность к закалке в сплаве Al-Mg-Si, содержащем дисперсоид // Metallurgical and Materials Transactions A. 2019. Vol. 50. P. 1957-1969.
16. Касснер М.Э., Джентил П., Ли Х. Исследование чувствительности к закалке алюминиевых сплавов 6061-Т6 и 6069-Т6 // Металлургический журнал. 2011. Т. 2011. № 1. С. 747–198.
17. Shang BC, Yin ZM, Wang G. et al. Исследование чувствительности к закалке и кинетики превращений при изотермической обработке в алюминиевом сплаве 6082 // Materials & Design. 2011. Vol. 32. No. 7. P. 3818-3822.
18. Ли ХЙ, Цзэн Ц., Хан М. и др. Кривые зависимости свойств от времени и температуры для определения чувствительности к закалке алюминиевого сплава 6063 // Труды Китайского общества цветных металлов. 2013. Т. 23. № 1. С. 38-45.
19. Ли С., Хуан Ц., Чэнь В. и др. Чувствительность к закалке алюминиевого сплава 6351 // Труды Китайского общества цветных металлов. 2013. Т. 23. № 1. С. 46-52.
20. Milkereit B., Starink MJ Чувствительность к закалке сплавов Al-Mg-Si: модель линейного охлаждения и упрочнения // Materials & Design. 2015. Т. 76. С. 117-129. EDN: USHBSZ
21. Milkereit B., Starink M., Rometsch P. et al. Обзор чувствительности алюминиевых сплавов к закалке: анализ кинетики и природы осаждения, вызванного закалкой // Материалы. 2019. Т. 12. С. 4083. DOI: 10.3390/ma12244083 EDN: JHZZYO
22. Вандер Вурт Г.Ф. Атлас диаграмм «время-температура» для цветных сплавов. Алмере: ASM International, 1991. С. 474.
23. Бирол Й. Влияние обработки и содержания Mn на свойства T5 и T6 профилей AA6082 // Журнал технологий обработки материалов. 2006. Т. 173. № 1. С. 84-91. EDN: KLUDUP
24. Стил Д., Эванс Д., Нолан П., Ллойд ДЖ. Количественная оценка преципитации по границам зерен и влияние скорости закалки в алюминиевых сплавах 6XXX // Характеристика материалов. 2007. Т. 58. № 1. С. 40-45. EDN: KNGWSZ
25. Свеннингсен Г., Ларсен М., Нордлиен Дж., Нисанчиоглу К. Влияние термомеханической истории на межкристаллитную коррозию экструдированного модельного сплава AlMgSi (Cu) // Коррозионная наука. 2006. Том. 48. № 12. С. 3969-3987. EDN: LYYEJR
26. Ланг П., Фалахати А., Ахмадиет М.Р. и др. Моделирование влияния скорости охлаждения на эволюцию выделений в сплавах Al-Mg-Si (Cu) // Материаловедение и технологии. Колумбус, 2011. С. 284-291.
27. Милкерайт Б., Вандерка Н., Шик К., Кесслер О. Диаграммы преципитации при непрерывном охлаждении сплавов Al-Mg-Si // Материаловедение и машиностроение: А. 2012. Т. 550. С. 87-96.
28. Гирсберг Л., Милкерайт Б., Шик К., Кесслер О. In situ изотермическое калориметрическое измерение поведения преципитации в сплавах Al-Mg-Si // Materials Science Forum. 2014. Т. 794. С. 939-944.
29. Milkereit B., Giersberg L., Kessler O., Schick C. Изотермическая диаграмма преципитации время-температура для алюминиевого сплава 6005A по данным экспериментов in situ DSC // Материалы. 2014. Т. 7. С. 2631-2649. EDN: SSNJSN
30. Кастани П., Диологент Ф., Россол А. и др. Влияние скорости закалки и микроструктуры на изгибаемость алюминиевых сплавов АА6016 // Материаловедение и машиностроение: А. 2013. Т. 559. С. 558-565.
31. Сайто Т., Мариоара К., Ройсет Дж. и др. Влияние скорости закалки и предварительной деформации на дисперсионное твердение в сплавах Al-Mg-Si с различным содержанием Cu // Материаловедение и машиностроение: А. 2014. Т. 609. С. 72-79.
32. Strobel K., Lay M., Easton M. и др. Влияние скорости закалки и естественного старения на поведение упрочнения при старении алюминиевого сплава AA6060 // Materials Characterization. 2016. Vol. 111. P. 43-52.
33. Фрек Х., Милкерайт Б., Вихманн П. и др. Влияние параметров отжига на твердый раствор на осаждение при непрерывном охлаждении алюминиевого сплава 6082 // Металлы. 2018. Т. 8. № 4. С. 265.
34. Фань З., Лэй С., Ван Л. и др. Влияние скорости закалки и старения на изгибаемость листа АА6016 // Материаловедение и машиностроение: А. 2018. Т. 730. С. 317-327.
35. Милкерайт Б., Кесслер О., Шик К. Последние достижения в термическом анализе и калориметрии алюминиевых сплавов // Справочник по термическому анализу и калориметрии. 2018. Т. 6. С. 735-779. EDN: FGYYJC
36. Янг З., Маллоу С., Банхарт Дж., Кесслер О. Исследование преципитации в алюминиевых сплавах во время линейного охлаждения с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии in-situ и измерения электрического сопротивления // Thermochimica Acta. 2024. Т. 739. С. 179815. EDN: VYKQJI
37. Каленберг Р., Шустер Р., Гарсия-Аранго Н. и др. Пересмотр данных высокоэнергетической рентгеновской дифракции и дифференциальной сканирующей калориметрии En Aw-6082 с моделированием среднего поля. URL: http://www.papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4862542 (дата обращения: 25.04.2024).
38. Чжан С., Чжоу С., Нильссон Й.О. Коррозионное поведение экструзии сплава Al-Mg-Si AA6082: влияние скорости охлаждения при закалке // Corrosion Science. 2019. Т. 150. С. 100-109.
39. Frodal BH, Christiansen E., Myhr OR и др. Роль скорости закалки в пластическом течении и разрушении трех алюминиевых сплавов с различной зернистой структурой и текстурой // Международный журнал инженерных наук. 2020. Том 150. С. 103257. EDN: MTPCPP
40. Лю С., Ван С., Пан Ц. и др. Исследование эволюции микроструктуры и чувствительности к закалке сплава Al-Mg-Si-Mn-Cr во время изотермической обработки // Журнал сплавов и соединений. 2020. Т. 826. С. 154144. EDN: JZJGTR
41. Юань Б., Ли Г., Го М., Чжуан Л. Быстрый отклик на старение сплава Al-Mg-Si-Cu-Zn-Fe-Mn посредством сочетанного управления скоростью закалки и предварительным старением // Журнал исследований и технологий материалов. 2021. Т. 14. С. 1518-1531. EDN: JLPBWW
42. Ян Ц., Цзян С., Чжан С. и др. Естественное старение кластеров при различных условиях закалки в сплаве Al-Mg-Si // Scripta Materialia. 2021. Т. 190. С. 179-182. EDN: HCWRLO
43. Miesenberger B., Kozeschnik E., Milkereit B. et al. Вычислительный анализ гетерогенного зародышеобразования и преципитации в алюминиевом сплаве AA6005 в ходе экспериментов DSC с непрерывным охлаждением // Materialia. 2022. Vol. 25. P. 101538. EDN: SPMPTM
44. Xia C., Deng S., Ni C. и др. Исследование ламинарной структуры и процесса высокопрочного паяного алюминиевого сплава для теплообменников // Вакуум. 2023. Т. 215. С. 112303. EDN: JMSECX
45. Ma Y., Liu C., Miao K. и др. Влияние скорости охлаждения и криогенной температуры на механические свойства и деформационные характеристики сплава Al-Mg-Si-Fe-Cr // Журнал сплавов и соединений. 2023. Т. 947. С. 169559. EDN: WTWRRS
46. Ян М., Руан З., Линь Х. и др. Количественное влияние скорости закалки на микроструктуру и механические свойства сплава Al-Mg-Si // Журнал исследований и технологий материалов. 2023. Том 24. С. 6753-6761. EDN: RSRKJS
47. Эскин Д.Г., Массардье В., Мерле П. Исследование высокотемпературных преципитатов в сплавах Al-Mg-Si с избытком кремния // Материаловедение. 1999. Т. 34. С. 811-820. EDN: LFFTAT
48. Сбитнева С.В., Лукина Е.А., Зайцев Д.В. Исследование методов упрочнения в сплаве системы Al-Mg-Si-Cu в процессе низкотемпературной термомеханической обработки // Труды ВИАМ. 2021. № 12 (106). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 18.03.2024). DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-12-14-20 EDN: FDUMNM
49. Каблов Е.Н., Дынин Н.В., Бенариеб И. и др. Перспективные алюминиевые сплавы для паяных конструкций авиационной техники // Заготовительные производства в машиностроении. 2021. № 4. С. 179-192. EDN: DHQVQL
50. Куцал У., Арслан Й., Озайдин О. и др. Моделирование термообработки колес из алюминиевого сплава и исследование этапов процесса // Международный журнал металлолитья. 2024. Т. 18. № 2. С. 1556-1572.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Представлены результаты экспериментального определения коэффициента трения и степени износа металлических композиционных материалов с никелевой и медной матрицей, армированных нитридами, в парах трения с разными марками сталей в условиях варьирования нагрузки и скорости скольжения. Показано, что независимо от матрицы композиционные материалы с нитридным армированием обладают высоким коэффициентом трения. При низких значениях скорости скольжения и нагрузки преобладает адгезионный механизм трения, но с увеличением данных параметров повышается доля абразивного механизма трения. Дополнительно проанализированы структуры исследуемых металлических композиционных материалов.
Для предотвращения механических повреждений экранов индикаторных приборов наиболее целесообразно применять защитные стекла на полимерной основе, которые можно интегрировать в готовую конструкцию. Для улучшения качества отображения информации необходимо снизить интенсивность бликов и обеспечить максимальное светопропускание данных изделий, этого можно достичь путем нанесения оптических покрытий. Представлены результаты исследований, направленных на получение четырехслойного антибликового покрытия из оксидов титана и кремния на полимерной пленке с клеевым слоем и без него, изучены их характеристики.
Рассмотрены основные методы и материалы для нанесения керамических слоев теплозащитных покрытий. Представлены основные способы изготовления материалов для различных методов нанесения керамических слоев теплозащитных покрытий (электронно-лучевой, магнетронное распыление и атмосферно-плазменное напыление). Показаны способы увеличения сферичности и прочности частиц порошковых материалов, что повышает стабильность и воспроизводимость процесса плазменного напыления.
Исследованы спеченные материалы следующего состава (NdwPrpDyzCex)–(Fe1‒yCoy)–B (w ≤ 0,44; x ≤ 0,13; p ≤ 0,45; z ≤ 0,41; y ≤ 0,26). Приведены гистерезисные кривые размагничивания по индукции и по намагниченности. Установлено, что примесь неодима и церия в исследованных количествах не оказывает отрицательного влияния на магнитные характеристики спеченных материалов. Таким образом, годные спеченные материалы из неочищенных редкоземельных металлов изготавливать можно, хотя величина температурного коэффициента индукции материалов такого состава недостаточна для применения в навигационных приборах.
Представлены результаты анализа образцов термопластичного полиуретана в среде авиационного керосина ТС-1 в различных условиях. Результаты анализа образцов методом гель-проникающей хроматографии позволяют предположить присутствие в образце компонентов с непрореагировавшими функциональными группами, позволяющими нивелировать воздействие разрушающих факторов в мягких условиях. Исследование комплексного влияния более жестких факторов с привлечением дополнительных методов анализа позволило более подробно оценить механизм разрушения материала и различные характеристики зон его разложения.
В настоящее время задача увеличения объемов применения литейных магниевых сплавов в перспективных изделиях авиакосмической и военной техники является актуальной. К механическим, коррозионным и технологическим характеристикам, а также условиям эксплуатации деталей из магниевых сплавов предъявляют высокие требования. Основной задачей технологов, разрабатывающих материалы и технологии производства сплавов системы Mg–Al–Zn–Mn, является получение сплавов с равноосной тонкодисперсной структурой, обеспечивающей высокий уровень свойств отливок и деталей.
Исследованы структура, твердость и триботехнические характеристики электроискрового покрытия на основе высокоазотистой конструкционной стали системы легирования Fe–C–Cr–Mn–Mo–Ni–V. Установлено, что предельная толщина покрытия на основе стали составляет 34,5 мкм. При этом в процессе нанесения снижается концентрация азота в самом покрытии. Наилучшей износостойкостью обладают образцы с однослойным покрытием толщиной 18 мкм. Нанесение покрытия способствует увеличению износостойкости стали 30ХГСН2А более чем в 3 раза.
Издательство
- Издательство
- ВИАМ
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- ул. Героев Панфиловцев, 20, корп. 1, стр. 4, Россия
- Юр. адрес
- 105005, г Москва, Басманный р-н, ул Радио, д 17
- ФИО
- Яковлев Сергей Викторович (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- admin@viam.ru
- Контактный телефон
- +7 (749) 9261867