Способ обработки изделий из алюминиевых сплавов

/О 11-фт:-д АНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 343 5468/22-0214.05.8207,09,83. Бюл. М 33В. С. Муратов, М, С. Кенис иВ. ТрошинаКуйбышевский ордена ТрудовогоЗнамени политехнический институтВ. В. Куйбышева621.785.79 (088.8)1, Рабинович М, К. Термомеханибработка алюминиевых сплавов,Машиностроение", 1972, с. 11-4Рабинович М. К Термомеханичесотка алюминиевых сплавов.Машиностроение", 1972, с 149-,(21( ) (46) (72) го им (5 6) обра563 вторское свидетельство 88, кл. С 22 Р 1/04,АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, премушес твенно пресс-иэделий, включающийциклическую эакалку и старение, о т и ич а ю ш и й с я тем, что, с целью поКрас- вышения усталостной долговечности иэделий, перед циклической закалкой проводят деформацию кручением при 200 ф 400 оС с относительным сдвигом 25-13чес- а старение ведут при 12 ОС в течение 20-60 мин,1,кая1039Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при обработке прессованных иэделий иэ алюминиевых сплавов.Известны способы термомеханическойобработки алюминиевьм сплавов, при которых осуществляется низкотемпературнаядеформация закаленного сплава, определенным образом управляющая процессами раслада пересьпценного твердого раствора при 10старении 1Однако эти способы, используя явле, ние наклепа, позволяют повысить толькопрочностные свойства сплава с одновременным снижением пластических и усталостньм характеристик.Известен также способ предварительнойтермомеханической обработки, заключающийся в проведении деформации перед термической обработкой.При этом условия деформации 20(схема, степень, скорость, температура)должны обеспечить образование устойчивой к рекристаллиэации полигонизованной стуктуры, При изготовлении прессованных изделий, такую структуру стремятся получить в процессе прессования 2 .Однако способ не позволяет цолучатьвысокие усталостные свойства изделияв продольном и поперечном направлениях,так как структура имеет явно ориентированный характер, а развитие трещин происходит прямолинейно и следовательноиэделие быстро разрушается,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемомурезультату является способ термическойобработки изделий из алюминиевых сплавоввключающий циклическую закалку прессизделий и старение 3.Однако известный способ не позволяет 40получать высокие усталостные свойствапрессованных изделий, поскольку сохраняется ориентация зерен и фаз, характерная для прессования, при которой происходит быстрое развитие усталостных трешин. Кроме того, метастабильные выделения вторьм фаз, когерентно связанныес матицей, образующейся в результатеобработки и обладающие невысокой плотностэю распределения, легко растворяются при приложении циклических нагрузок(за счет локального повышения температуры и действия напряжений), что приводит к пониженной сопротивляемости сплава, зарождению и распространению трещин. 55Целью изобретения является повышениеусталостной долговечности прессованныхсплавов на алюминиевой основе. 980 1 Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему циклическую закалку и старение, перед циклической закалкой проводят деформацию кру;чением при 200-400 С с относительнымосдвигом 25-135%, а старение ведут при120-170 С в течение 20-60 мин.Принципиальное отличие, предлагаемогоспособа от известного заключается в том,что деформацией кручением в указанномтемпературном интервале создается ориентация волокна и фаз (как нерастворимых,так и образукзцихся при старении) в структуре, приводящая к распространению трещины не перпендикулярно к поверхностиобразца (,т,е. по кратчайшему расстоянию,а под некоторым, углом (определяетсяуглом закручивания), что приводит кзначительному увеличению времени развития трещины до стадии долома,Процессы старения при 120-170 С,опосле кратной закалки, приводящей кпересышению закалочными вакансиями,и дополнительной деформации при 200400 С (для повышения плотности дисолокаций) приводят к образованию упрочняющих зон большой плотности внутри зер.на и частиц промежуточных фаз по границам зерен. Высокая плотность выделенийобеспечивает гомогенное протекание процесса деформации и ее минимальную локализацию, что задерживает образованиезародышей усталостных трещин. Выделения фаз по границам зерен являются высокоэффективными препятствиями для распространения трещин.П р и м е р . Предложенный способосуществляют на образцах сплавов Д 16.Образцы для кручения вырезают в продольном направлении из прессованного прутка диаметром 20 мм, затем их закручивают при 200-400 С на величину относительно сдвига 25-135%. После деформации кручением образцы подвергают закалаке равной кратности при 480-500 С и,старению при 120-170 С в течение 20 о60 мин, Затем из этих образцов изготавливают образцы для усталостных испытаний (консольный изгиб с вращением)при нагрузке 250 МПа. Вырезанные непосредственно из прутка усталостные образцы обрабатывают также по режимам известного способа. Кроме усталостных испытаний опрепе пяют характеристики прочности и пласти рости сплава после обоих вариантов обработки. Ванные сведены в табл, 1.-50 6 0 240-2 60-9 145 едлагае 2 533 15 2 490 00 го предлагаемый вает по сравне-. ние числа циклов аз при пракгическ и пластичес-: от дейстм образомногом 16,буе конструкци на алюминиеурильные трубы аблина 40 5 0 0 0 2 3,0 Повышение усталостной долговечности службы изготовляемых конс пресс-изделий из алюминиевых сплавов ряде случаев сни,.ить и позволяет значительно повысить срок емкость. й, авиалооставитель Е хред И. айду ырева дактор А. Шишки ректор А Повх 27 Подписноесударственного комитета СССРизобретений и,открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аказ 6821/27 ВНИИПИ Г по дела113035,Филиал ППП "Пагенг", г, Ужгород, ул. Проект Из табл. 1 следует, чспособ обработки обеспечинию с известным увеличедо разрушения в 10-15 рки неизменных прочностньких характеристиках.Известно, что авиациоа также ряд других изделивьас сплавов (например,разрушаются главным образомвия циклических нагрузок, такиусталостная долговечность во мопределяет их надежность.Кроме того, определяют усталостнуюдолговечность образцов из сплава Добработанных по предлагаемому спосос различными параметрами. Результатыприведены в табл, 2,