Способ термической обработки алюминиевых сплавов

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, преимущественно содержащих литий, включающий отжиг при 385 - 420^oС в течение 1 - 8 ч, дополнительный отжиг, нагрев до температуры гомогенизации в интервале на 5 - 30^oС ниже температуры солидуса, выдержку при этой температуре и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения пластических характеристик при повышенных температурах и коррозионной стойкости при сохранении уровня прочности и вязкости разрушения, дополнительный отжиг проводят при 495 - 520^oС в течение 3 - 12 ч.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке алюминиевых сплавов, содержащих литий, и может быть использовано при производстве полуфабрикатов для деталей летательных аппаратов.
Цель изобретения - повышение пластических характеристик при повышенных температурах и коррозионной стойкости при сохранении уровня прочности и вязкости разрушения.
Особенностью алюминиевых сплавов, содержащих литий, является наличие в слитках образующегося при кристаллизации гидрида лития, разлагающегося в процессе последующих нагревов с выделением водорода. Температура начала разложения гидрида лития в алюминиево-литиевых сплавах составляет 485-495^оС (в зависимости от химического состава). Проведение дополнительного отжига при 495-520^оС в течение 3-12 ч перед гомогенизацией в сочетании с отжигом и гомогенизацией по указанным режимам обеспечивает протекание диффузионных процессов при разложении гидрида лития и выделении водорода, при этом не происходит образования несплошностей, отрицательно влияющих на пластические характеристики слитков и на коррозионную стойкость полуфабрикатов. В результате указанные характеристики повышаются.
При температуре дополнительного отжига ниже 495^оС разложения гидрида лития полностью не происходит, а при последующем нагреве до температуры гомогенизации и выдержке образуются несплошности, снижающие пластические характеристики слитков при повышенных температурах и коррозионную стойкость полуфабрикатов.
При температуре дополнительного отжига выше 520^оС разложение гидрида лития с начала выдержки при этой температуре приводит к образованию несплошностей, снижающих технологическую пластичность слитков и коррозионную стойкость полуфабрикатов.
Проведение дополнительного отжига в течение менее 3 ч не обеспечивает полноты протекания диффузионных процессов при разложении гидрида лития, что отрицательно сказывается на технологической пластичности слитков и коррозионной стойкости полуфабрикатов. Проведение дополнительного отжига в течение более 12 ч приводит к дополнительному расходу электроэнергии без увеличения качественных показателей слитков и полуфабрикатов.
Оптимальная величина выдержки при температуре гомогенизации составляет 1-8 ч.
П р и м е р. Методом непрерывного литья отлили слитки диаметром 400 мм из сплава 1450 (3% Cu, 2,1% Li, 0,13% Zr) и из сплава 1440 (2,3% Li, 1,3% Cu, 0,8% Mg, 0,11% Zr). Слитки подвергали отжигу, дополнительному отжигу и гомогенизации по режимам, приведенным в табл.1. После гомогенизации слитки охлаждали до комнатной температуры. На образцах, вырезанных из слитков, определяли величину относительного удлинения ( ) и ударной вязкости (а_н) при повышенных температурах (400, 450 и 500^оС). Данные этих испытаний приведены в табл.1 и характеризуют технологическую пластичность слитков при их горячей деформации.
После нагрева слитков до 400-450^оС производили прессование на горизонтальном гидравлическом прессе, получая полосу сечения 50 мм х 200 мм. Мерные прессованные полосы указанного сечения подвергали окончательной термической обработке: закалке в воду с температуры 520^оС (выдержка 1 ч) и старению при 170^оС, выдержка 16 ч.
На образцах, вырезанных из прессованных полос в продольном направлении, определяли механические свойства ( _в, _0,2, ), вязкость разрушения (К_Ic^Dn) и сопротивление расслаивающей (РСК) и межкристаллитной (МКК) коррозии. Механические и коррозионные свойства прессованных полос приведены в табл.2.
Для сравнения те же слитки обрабатывали известным способом. Режимы обработки и свойства изделий приведены в табл.1 и 2.
Как видно из данных табл.1 и 2, предложенный способ обеспечивает повышение пластических характеристик почти в 2,0 раза при сохранении уровня механических свойств полуфабрикатов и повышении коррозионной стойкости в 4-7 раз.
Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке алюминиевых сплавов, содержащих литий, и может быть использовано при производстве полуфабрикатов для деталей летательных аппаратов. Цель - повышение пластических характеристик слитков при повышенных температурах и повышение коррозионной стойкости полуфабрикатов при сохранении уровня прочности и вязкости разрушения. Способ предусматривает отжиг при 385-420°С в течение 1-8 ч, дополнительный отжиг при 495-520°С в течение 3-12 ч, нагрев до температуры гомогенизации, находящейся на 5-30°С ниже температуры солидуса, выдержку при этой температуре и охлаждение. Способ обеспечивает получение следующих пластических свойств слитков: при 400°С = 80-100 %, a_н = 2.0-3.2 кгм/см²; при 450 С = 100 -135 % ; a_н= 2.6-3.8 кгм/см² ; при 500°C = 120 - 150 % ; a_н= 3.5 - 4.8 кгм/см² . Прессованные полуфабрикаты из слитков, обработанных предложенным способом, обладают следующим уровнем свойств: _в= 50-54 кгс/мм _0.2= 42-47.0 кгс/мм; = 7,5 - 9,0 % , вязкость разрушения K^Dn_Ic =108 - 118 кгс/мм , сопротивление расслаивающей коррозии (РСК) 1-4 балла, сопротивление межкристаллитной коррозии (МКК) 0,03-0,08 мм. 2 табл.