Способ обработки сплавов системы алюминий-медь-литий

ОЮЗ СОВЕТОЦИАЛИСТИЕСПУБЛИК Х Х С 22 С 1/05 БРЕТЕНИЯ ИЕ ПИ Н ПАТЕЙ(46) 15,06.93 Бюл. Р 22 (71) Московский институт стали вов(73) Московский институт стали вов(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ СИСТ АЛЮМИНИЙ-МЕДЬ.-ЛИТИЙ(57) Использование: получение издели сложной Формы методом сверхпластичес кой Формовки. Способ включает: закал ку горячего подката, гетерогениэационный отжиг при температурах 350400 С в течение 6-12 ч, горячую прокатку листа на конечный размер в интервале температур 350-400 С, но невыше температуры гетерогенизационногоотжига с выдержкой листов после окончательного прохода при температурепрокатки в течение 20-30 мин, и .сверхпластическую Формовку с предварительной выдержкой при температуреформовки с длительностью 5-15 мин,Способ обеспечивает высокую,те,",нологичность при прокатке и сравнительновысокие показатели сверхпластич ости:в сплавах 01450 и 01451 относительноеудлинение составляет 270-410, показатель скоростной чувствительностиоколо 0,4, 2 табл. и спла и спла 904 Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам тер" мо-механической обработки деформируе мых алюминиевых сплавов и предназначен для получения изделий сложной формы методом сверхпластической формовки (СПФ),Для реализации метода СПФ необходимо получать листовые заготовки с регламентированной структурой, обеспечивающей проявление эффекта сверх- пластичности в определенном температурноскоростном интервале. Такая структура может быть полностью сформированной на этапе предварительной обработки (до начала СПФ) либо Формироваться на начальных стадиях СПФ. Известен способ получения сверх- пластичных листов с ультрамелкоэернистой структурой из алюминиевых сплавов, включающий холодную прокатку с большой степенью деформации и рекристаллиэационный отжиг. Однако, этот способ позволяет добиться желаемого эФОекта лишь на ограниченной группе алюминиевых сплавов, к тому же холодная прокатка с большим обжатием приводит к значительному рас,трескиванию кромок листов.Известен также способ получения мелкозернистых листов иэ алюминиевых сплавов, включаюций закалку горячего подката, гетерогенизационный отжиг, как правило, в интервале температур ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР300-400 фС, холодную или теплую прокатку литов на конечный размер и рекристаллиэационный отжиг этих листов с высокой скоростью нагрева (обычно в расплаве солей), Полученные таким образом листы с мелкозернистой структурой затем подвергают СПФ. Этот способ принят нами эа прототип. Недостатками данного способа являются, во первых, сравнительно большое количество технологических операций и осо" бенно наличие технологически сложно выполнимой операции - отжига в рас" плаве солей, во-вторых, недостаточно высокая технологическая пластичность проявляемая сплавами при ниэкотемпературной прокатке, приводящая к растрескиванию кромок листов и к снижению выхода годного, а, в-третьих, тото факт, что на ряде деформируемых алюминиевых сплавов, в силу специфики их структуры, данный способ не позволяет. получить высоких показателей сверх- пластичности, Последнее обстоятельст- в во, в частности, имеет место для сплавов системы алюминий-медь-литий.Целями предлагаемого технического решения являются: сокращение числа технологических операций эа счет ис- о ключения наиболее сложной " отжига врасплаве солей, повышение технологической пластичности сплавов при прокатке за счет повышения ее температуры до 350"400 ОС и повышение показателей сверхпластичности сплавов при формовке.Для достижения поставленных целей предлагается способ обработки сплавов системы алюминий-медь-литий, включающий: закалку горячего подката, гетерогениэационный отжиг при температурах 350-400 С в течение 6-12 ч, прокатку листов на конечный размер в интервале температур от 350 до 400 С, 4 но не выше температуры гетерогенизационного отжига, с выдержкой листов после окончательного прохода при температуре прокатки в течение 20-30 мин и сверхпластическую формовку с предварительной выдержкой при температу ре формовки длительностью 5-15 мин,Сочетание указанных операций позволяет добиться формирования на начальных стадиях СПФ стабильной ульт-, рамелкозернистой структуры, обеспечи" 55 вающей получение высоких показателейсверхпластичности. При этом вся тех" нологическая цепочка от горячего подката до готового изделия включает четыре операции, отсутствуют технологически сложные процедуры. Вылержки листов после горячей прокатки и перед СПФ осуществляются в тех же нагревательных устройствах, что и сами эти операции, не требуют перемещения заготовок на другое оборудование и, следовательно, с точки зрения трудоемкости, не являются самостоятельными технологическими операциями.Предлагаемый способ можно проиллюстрировать следующими примерами.Сопоставление предложенного и известного способов проводили на двух алюминиевых сплавах: 01450, содержащем 3,01 Со; 1923 Ь; 0,13 Ег и примесь - О, 12 Ре, а также 01451, содержащем 2,42 Ф Сц, 1,54 Ь 1, 0,17 Ег и примесь - 0,06 Ге, Для термообработки и прокатки испольэовали стандартное лабораторное оборудование. Для оценки показателей сверх- пластичности использовали испытание на рдноосное растяжение на универсальной испытательной машине 1231 Ув широком температурно-скоростном интервале..Ниже приведены примеры реализации известного и предложенного способов и показатели сверхпластичности листов, полученные в оптимальных для каждого сплава температурно-скоростных условиях сверхпластической деформации (СПД):П р и м е р 1 (прототип). ЗакалО ка горячего подката с 540 С, гетерогенизационный отжиг при 350 С в течение 12 ч, холодная прокатка на 803 рекристаллизация в селитре при 475 С в течение 10 мин, СПД прм 480 С. Всего: 5 операций.Технологичность при прокатке 01450 - очень сильное растрескивание листа, выход годного " 253, 01451 значительное растрескивание, выход годного 60.П р и м е р 2. Закалка горячего подката с 540 вС, гетерогеиизационный отжиг при 350 С в течение 12 ч, прокатка иа 803 при 350 С с последующей выдержкой в печи при температуре прокатки в течение 30 мин, нагрев до480 ОС, выдержка при этой температуре5 мин и последующая СПД. Всего: 4 ойерации.Т а б л и ц а 1 Показатели сверхпластичности листов при 480 С и скорости деформации Я = 3 1 О сНапряжениетечения, ИПаОтносительноеСплав удлинение, Ф Показатель скоростной чувствительности 0,28 0,25 01450 01451 250 180 5 18Технологичность при прокатке: растрескивание отсутствует выход годного1001.Показатели сверхпластичности см.в табл, 2.П р и м е р 3. Закалка горячегоподката с 540 С, гетерогвнизационныйотжиг при 375 С в течение 9 ч, про.катка на 804 при 375 С с последующейвыдержкой в печи при температуре прокатки в течение 25 мин, нагрев до480 С, выдержка при этой температуре10 мин и последующая СПЛ. Всего 4операции.Технологичность при прокатке: растрескивание отсутствует, выход годно"го 1004.Показатели сверхпластичности см.в табл. 2.П р и м е р 4, Закалка горячегоподката с 540 С, гетерогениэационныйотжиг при 400 С в течение 6 ч, про"катка на 804 при 400 С с последуюц 1 ейвыдержкой в печи при температуре прокатки в течение 20 мин, нагрев до480 С, выдержка при этой температуре ,15 мин и последующая СПД. Всего:операции,Технологическая пластичность: растрескивание отсутствует, выход годного 1004,Показатели сверхпластичности см,в табл. 2.Таким образом, как следует иэ данных табл. 1 и 2, применение предла" 22442 6гаемого способа взамен известногопозволяет сократить число технологи-ческих операций с 5 до 4, резко повысить технологичность при прокатке, атакже повысить показатели сверхпластичности: относительное удлинениепримерно в 1,6 раза, показатель скоростной чувствительности в 1,4- 1 О 1,6 раза, повысить оптимальную скорость СПД в 3 раза,формула и э о б р е т е н и я 15 Способ обработки сплавов системыалюминий-медь-литий, включающий закалку горячего подката, гетерогени"эационный отжиг при 350-400 С в тече"ние 6-12 ч, прокатку листа на конеч 20 ный размер и сверхпластическую формовку, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью сокращения числа технологических операций, повышения технологической пластичности сплавов25 при прокатке и повыщения показателейсвэрхпластичности при формовке прокатку проводят в интервале температур350-400 С, но не выще температуры гетерогенизационного отжига, после3 О окончательного прохода листы выдержи"вают при температуре прокатки в тече"ние 20-30 мин, а перед сверхпластической формовкой проводят выдержкупри температуре Формовки длительнос,тью 5-15 мин,1822442 Таблица 2 Показатели сверхпластичности листов при 480 С и скорости деформации Г, 1 ОсПример Сплав Относительное удлинение, 3 0,40 0,41 0,41 Составитель В.НосыреваРедактор С.Никольская Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль Заказ 2120 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д, 4/5Ь Ю Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул. Гагарина, 101 2 01450 01451