Способ подготовки структуры алюминиевых сплавов

( 91 693114 51)5 С 22 Е 1/О я заготовки т ожно было бы их размеров, и олучать изделия ры ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем сверхпластичностиметаллов АН СССР(56) Новиков В.И., Трусов Л.И., ЛаповокВ.НГелейшвили Т.П. Особенности ростачастиц ультрадисперсных порошков приспекании. - Порошковая металлургия, 1984,с. 29-35, МЗ,Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. - М., 1984, с. 168-169.физика металлов и металловедение,1986, т. 62, вып.З, с, 566 - 570.(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СТРУКТУРЫАЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на машиностроительных заводах для подготовки структуры с субмикронным размером зеренСО,5 мкм в заготовках, предназначенных для изготовления изделий врежимах сверхпластичности.Известно, что наличие субмикронной структуры приводит к снижению температуры сверхпластической деформации, повышению прочностных и пластических свойств при низких температурах, изменению магнитных, электрических и других свойствЯОднако получение материалов с субмикронной структурой является сложной звдачей, не решенной до настоящего времени 2(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности для подготовки структуры с субмикронным размером зерен а0,5 мкм в заготовках, предназначенных для изготовления изделий в режимах сверхпластичности. Цель изобретения - уменьшение размера зерна.Способ подготовки структуры алюминиевых сплавов преимущественно системы А 1-СцЕе включает холодную деформацию равно- канально-угловым прессованием до накопления интенсивности деформации сдвига, равной 10 - 20, с последующим рекристаллизационным отжигом при температуре 0,4-0,5 Тп. в течение 20-40 мин, Способ позволяет изготавливать крупногабаритные изделия. 2 табл. Известен способ формирования суб микронной структуры методами порошко-, вой металлургии, Образцы получают компактированием мелкодисперсных порошков с последующим их спеканием ЯНедостатками указанного способа явля- . ются технологическая сложность получения порошков, их высокая стоимость и наличие пористости, снижающей физико-механиче-, а ские свойства.В способе 3 подготовки структуры алюминиевых сплавов к сверхпластической деформации деформацию сдвигом проводят в условиях высокого давления при контактной температуре до истинных логарифмических степеней деформации е - 4-7 споследующим рекристаллизационным отжигом при относительно низкой гомологической температуре Т = О,ЗТплОднако деформация материала производится в наковальнях Бриджмена, поэтому деформированные образцы имеют малые размеры (шайбы диаметром 5-10 мм и толщиной менее 0,2 мм).Цель изобретения - уменьшение разме, ра зерна.Предлагаемый способ обеспечивает возможность изготовления крупногабаритных изделий из материалов с субмикронным зерном и заключается в деформации алюминиевого сплава методом равноканального-углового (РКУ) прессования до накопления,интенсивности деформациисдвига Г 10-20 с последующим рекристаллизационным отжигом при температуре Т = 0,4 - 0,5 Тпл в течение 20-40 мин.В кацестве материала для подготовки структуры используют сплав А + 4 Со + 0,5 ф Ег. Деформацию осуществляют при комнатной температуре в штампе для РКУ прессования. Количество циклов прессования определяется коцечным размером зерна а 0,5 мкм, при котором обеспечивается реализация технологического процесса с использованием низкотемпературной сверхпластической деформации. Отжиг проводится в печах, обеспечивающих равномерный нагоев заготовок с отклонением не более 55 С от оптимальной температуры. , Исследование микроструктуры осуществляют на электронном микроскопе 3 ЕМ-ОООЕХ.РКУ-прессование обеспечивает максимально возможное насыщение структуры дефектами, необходимыми для предельно возможного измельчения структуры и снижения температуры рекристаллизации. Режим отжига выбирается таким, чтобы создать максимальное число центров рекристаллизации и предотвратить укрепление зерен свыше 0,5 мкм.Электронно-микроскопическими иселедованиями установлено, что РКУ-прессование с Г;40 приводит к образованию разориентированных областей размером около 0,1 мкм, а при последующем рекристаллиэационном отжиге при гомологической температуре 0,4 - 0,5 Тл формируется структура с субмикронным зерном. Увеличение температуры отжига выше 0,5 Тпл сопровождается ростом зерен, их размер становится более 1 мкм.П р и ме р. Заготовку из алюминиевогосплава супрал (А 1-4 СОф Ег) с размерами 14 х 14 х 200 подвергают 5-кратному РКУ прессованию при комнатной температуре, Приращение интенсивности деформации сдвига эа один цикл РКУ-прессования дается выражениемЬГ=2 СЕ 9 Ч5где Ч - угол между осями каналов.Поскольку РКУ-прессование проводилось в каналах, пересекающихся под прямым углом, т.е. 2 Ч - 90, то10ЬГ=2 с 19 45 2.Интенсивность деформации сдвига вычисляется по формуле15Г =й ЬГ.Таким образом после пяти циклов РКУ- прессования интенсивность деформации 20 сдвига составляет Г" Я,Затем заготовку нагревают .в печи сопротивления до 200 С, что составляет 0,5Тел, и ее выдерживают в течение 20 мин, после25 чего заготовку вынимают и охлаждают навоздухе, Иэ заготовки электроискровымспособом на станке мод.4531 вырезают пластинки толщиной 0,3 мм, из которых электрЬлитическим утонением приготовляют30 фольгу для исследования структуры в электронном микроскопе.Режимы обработок и полученные результаты приведены в табл.1.Заготовку с субмикронным зерном ис 35 пользуют для изготовления модельной детали типа "стакан" путем штамповки при200 С (473 К) на прессе типа РН - 100 усилием 100 т, Результаты штамповки приведеныв табл.2.40 Предлагаемый способ позволяет получить в алюминиевых сплавах структуру сразмером зерен менее 0,5 мкм в заготовках,величина которых ограничивается лишьмощностью используемых прессов, габари 45 тями РКУ-штампа, снизить температурусверхпластической штамповки на 280 С атакже обеспечить возможность формирования структуры с субмикронным зерном вкрупных заготовках (т.е. в заготовках боль 50 щего сечения),Формула изобретенияСпособ подготовки структуры алюмини евых сплавов, преимущественно А-Сог,под сверхпластическую деформацию; включающий холодную деформацию и отжиг, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения размера зерна, деформацию1693114 ведут равноканально угловым прессовани- при температуре 0,4-0,5 Тпл в течение 20 ем до накопления интенсивности деформа мин.ции сдвига, равной 10-20, а отжиг проводят аблица 1 Температу;ра отжнгаТет гчТллт Интенсивностьдеформациисдвига характеристикасллаваразмерзерен,мкм Время отжига мин Натериал Размер заготовок мм14 х 14 х 200 Нет 0,5 10 Не рекристаллиэуется А 1+4 ЙСц+0,5 ХЕг 10 20 30 40 60 25 0,15; 0,35 0,5 0,8 0,2 0,5 905 905 0,5 0,4 10 10 1 О 10 14 х 14 х 200 Не рекристаллиэуется 0,3 А 1+4 ЕСи+0,5 ХЕт 1 О 01421 Таблица 2 ю Оптимальная температура СП деформа", ции, К Результат Усилия пресса Исходныйразмерзерна, мкм Иатериал А 1-4 Х,Со"0,5 Х Ег Деталь полученаТо же 0,15 0,5 0,8 1,0 Деталь не получилась 100 1,.0-фП р и м е ч а н и еСкорость деформации ТО с Составитель, Н.РыгалинаРедактор Н.Яцола Техред М,Моргентал Корректор С.Черни Заказ 4064 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретением и открытием г 1 ри ГКНТ СССР 113036, Москва, Ж.36, Рауаскае на 64/6 Производственно-издательский комбинат "Патент , г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 1 О 18 16 15 3 3 16 18 19 3 20 473 493 603 753 473 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,45 45 4 35 20 20 25 25 25 25 40 25 20 25 25 30 1,0ю,30,40,4То же1,00,40,20,5Нецелесообразно