Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия:

Н. Н. Довженко, профессор кафедры «Машиностроение», эл. почта: n.dovzhenko@bk.ru

И. Н. Довженко, доцент кафедры «Обработка металлов давлением»

П. О. Юрьев, инженер-исследователь ОПНИ (обеспечение прикладных научных исследований) НИЧ

Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия:

C. В. Рущиц, профессор кафедры «Материаловедение и физикохимия материалов»

С использованием комплекса физического моделирования термомеханических процессов Gleeble 3800 выполнено исследование деформационного поведения экспериментального экономнолегированного скандием сплава Р-1580, разработанного ОК РУСАЛ, с содержанием основных легирующих элементов (здесь и далее — % (мас.)): Al – 5 Mg – 0,6 Mn – 0,10 Sc – 0,11 Zr в условиях одноосной осадки в интервале температур 350–450 ^oC и в диапазоне скоростей деформации 0,01–30 с^–1. Для фиксированных температур 350, 375, 400, 425 и 450 ^oC и скоростей деформации 0,01, 0,1, 1, 10 и 30 с^–1 получены экспериментальные диаграммы деформации исследуемого сплава в координатах истинные напряжения — истинные деформации. При низких скоростях деформации (0,01–1,0 с^–1) напряжения текучести уже после небольшой деформации достигают установившегоcя уровня, отвечающего балансу между процессами деформационного упрочнения и динамического разупрочнения (возврата). Деформация с высокими скоростями (10 и 30 с^–1) сопровождается деформационным разогревом образов и падением напряжений текучести с ростом величины деформации. После внесения поправок на деформационный разогрев диаграммы деформации также приобретают вид, характерный для горячей деформации, контролируемой динамическим возвратом. Полученные результаты полностью согласуются с известными представлениями о том, что совместное влияние температуры и скорости деформирования на деформационное поведение металлических материалов описывается параметром Зинера – Холломона. Получены аналитические выражения для установившихся напряжений текучести как функции параметра Зинера – Холломона, которые дают возможность предсказывать сопротивление пластической деформации сплава в широком диапазоне температур и скоростей деформации. Построена диаграмма, позволяющая прогнозировать значение коэффициента скоростной зависимости для заданного температурно-скоростного режима деформации.

Статья подготовлена с использованием результатов работ, выполненных в ходе проекта 03.G25.31.0265 «Разработка экономнолегированных высокопрочных Al – Sc сплавов для применения в автомобильном транспорте и судоходстве» в рамках Программы реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства, утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 года № 218.

1. Филатов Ю. А. Промышленные сплавы на основе системы Al – Mg – Sc // Технология легких сплавов. 1996. № 3. С. 30–35.
2. Gorbunov J. A. The Role and Prospects of Rare-Earth Metals in the Development of Physical-Mechanical Characteristics and Applications of Deformable Aluminum Alloys // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. 2015. Vol. 8, No. 5. P. 636–645.
3. Rushchits S., Aryshenskii E., Kawalla R., Serebryany V. Investigation of Texture Structure and Mechanical Properties Evolution during Hot Deformation of 1565 Aluminum Alloy // Materials Science Forum. 2016. Vol. 854. P. 73–78. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.854.73
4. Филатов Ю. А. Деформируемые сплавы на основе системы Al – Mg – Sc и перспективы их применения в автомобилестроении // Цветные металлы. 1997. № 2. С. 60–62.
5. Бронз А. В., Ефремов В. И., Плотников А. Д., Чернявский А. Г. Сплав 1570с — материал для герметичных конструкций перспективных многоразовых изделий РКК «Энергия» // Космическая техника и технологии. 2014. № 4 (7). C. 62–67.
6. Баранов В. Н., Сидельников С. Б., Зенкин Е. Ю., Ворошилов Д. С. Разработка режимов получения деформированных полуфабрикатов из экспериментального скандий-содержащего алюминиевого сплава и исследование их механических свойств // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2018. № 2. С. 43–49.
7. Dovzhenko I. N., Dovzhenko N. N., Sidelnikov S. B., Konstantinov I. L. 3D modelling of the large-capacity ingots of an Al – Mg system aluminium alloy doped with scandium rolling process // Non-ferrous Metals. 2017. No. 2. P. 60–64.
8. Чурюмовa А. Ю., Телешов В. В. К вопросу о количественном описании зависимости напряжения течения алюми-ниевых сплавов на стадии установившегося течения при горячем деформировании от параметра Зинера – Холломона // Физика металлов и металловедение. 2017. Т. 118, № 9. С. 950–957.
9. Sellars C. M., Tegart W. J., McG. La relation entre la résistance et la structure dans la deformation à chaud // Memories Scientifiques Rev. Métallurg. 1966. Vol. 63. P. 731–746.
10. Chen S.-R., Wu C.-Y., Yeh Y.-L., Ou Y.-L. Hot Deformation Resistance of an AA5083 Alloy under High Strain Rates // China Steel Technical Report. 2014. No. 27. P. 83–88.
11. Rushchits S. V., Aryshensky E. V., Sosedkov S. M., Akhmed’yanov A. M. Modeling the Hot Deformation Behavior of 1565ch Aluminum Alloy // Key Engineering Materials. 2016. Vol. 684. P. 35–41.