Способ обработки алюминия и его сплавов

О П И С А Н И Е (и 894015ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветсинкСоцналнстнниескнкРеспубпнн К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кл. С 22 1 а 1/04 с присоединением заявкиГевудвротвенвй комитет СССР пв делам иаабретеиий и открытий(72) Авторы изобретения О. Н. Сеньков, М. М. Мышляев, В. А. Лихачев и С, П, Беляев О"4 А 1 ЕИнститут физики твердого тела АН СССР Йа%ЛНС 7,.Г;(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Изобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть использовано при горячей деформационной обработке изделий из алюминия и его сплавов.5 Одним из важнейших параметров мжроструктуры, существенно влияющих на свойства материалов. является средний размер зерен. Уменьшение среднего раз мера зерна благоприятно влияет практи чески на все механические свойства, т.е. существенно повышаются прочность. и эластичность, возрастает предел текучеоти. Наличие мелкозернистой структуры авпяется одним из условий проявления сверхпластич ности. Однако в большинстве алюминиевых сплавов, обработанных обычным способом, а именно механической обработкой и последующим рекристаллизационным отжигом получить мелкозернистую структуру невозможно. Известны способы получения мелкозернистой структуры в алкминиевых сплавах Щ .Однако такие способы включают в се бя. сложную .термомеханическую обработ ку, занимающую много времени, и применимы лишь для некоторых алкминиевых сплавов, либо содержащих определенные элементы, такие, как хром или цирконий, либо дисперсионно-твердекввх. Получение же мелкого зерна в чистом алтсминии и его твердых растворах известными спосо бами невозможно.Известен способ получения мелкозернистой структуры в дисперсионно-тверде ющих алюминиевых сплавах, заключаюшийся в последующих операциях: нагрев до температуры обработки на твердый раствор для растворения по крайней мере фазы, обеспечивающей впоследствии дисчерсионное твердение; охлаждение до температуры ниже температуры растворения; нагрев до температуры, превышающей температуру дисперсионного твердения сплава,694018 Составитель С НиколаеваРедактор Н. Ковалева ТехРей М. Надь Корректор О, Билак Заказ 11399/44 Тираж 684 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но ниже температуры обработки на твердый раствор для перестарения сплава: горячая пластическая деформация при температуре перестаривания; рекристаллизационный отжиг с 15Однако известный способ позволяет полу ить мелкозернистую структуру лишь в дисперсионно-твердеющих алюминиевых сплавах и неприменим для других алюми: ниевых сплавов, а тем более для чисто- О го алюминия. Кроме того, данный способ включает в себя пять операций и продолжителен по времени, Размер сформировавшихся зерен более 10 мкм.Бель изобретения упрощение способа 15 и получение более мелкого зерна.Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем операции рекристаллизацнонного отжига и горячую пластическую деформацию, горячую пластическую 20 деформациь проводят со скоростью деформации 10 -10 с." в интервале температур 0,4-0,6 К.Рекристаллиэационный отжиг необходим для снятия наклепа в деформированных заготовках.Проведение .горячей пластической деформации в заданных температурно-скоростных условиях обусловлено тем, что при таких условиях в алюминии и его сплавах в З 0 ходе деформации протекает динамическаярекристаллиэация, в результате которойформируется мелкозернистая структура,которая, по достижении истинных степенейдеформации больше 2, характеризуется большой одчородностью, равновесностью,чрезвычайной мелкозернистостью. При атомможет быть получен средний размер зерендо 3-5 мкм, При деформации при температурах меньших 0,4 т.пл. динамическая рекристаплизация не протекает, а при температурах выше 0,6 т.пл, размер формирующихся зерен резко возрастает.Уменьшение скорости деформации при заданной температуре приводит к увеличе нию размера формйрующихся зерен и придскоростях деформации ниже 10 с средний размер зерен превышает 10 мкм. П р и м е р 1. Проводят горячую пластическую деформацию кручением алюминия чистоты 99,9%. Диаметр и длина рабочей части образца были соответственно 14 мм и 22 мм, Кручение проводят при 420-520 К со скоростью 10с ". При закручивании на 4 полных оборота в образцах формируется равновесная мелкозернистая структура. При 420 К размер зерна составляет 3 мкм, при 520 Кмкм. При 520 К структура более однородна цо размеру, чем при 420 К.П р и м е р 2. Проводят горячую пластическую деформацию прокаткой алюминия чистоты 99,99 и сплава АМц. Образцы предварительно отжигают при 770 К в течение 3 ч. Исходная толщина заготовок 15 мм.Прокаткупроводят при температуре заготовок 570 К в один прием. Толщина заготовок после прокатки 2 мм.Скорость деформации 80 с-", Размер сформировавшихся зерен алюминия 7 мкм, АМц 5 мкм.Использование предлагаемого способа позволяет сократить время обработки более, чем в 5 раэ и получить мелкозернистую структуру как в алюминии, так и в сплавах, например в твердых растворах, в которых известными способами невозможно получить мелкое зерно. формула из обре те нияСпособ обработки алюминия и его сплавов, включающий рекристаллизапионный оъжиг и горячую пластическую деформацию,отличающийсятем,что, сцелью упрощения способа и получения мелкозернистой структуры, деформацию ведутсо скоростью 10 и 1 0 спрн температуре 0,4-0,6 К,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Ж 3304208,кл. 148-11.5, 1976. 2. Патент США % 4092181,кл. 148-12.7, 1978.