Журналы →  Цветные металлы →  2016 →  №6 →  Назад

Материаловедение
Название Образование неравновесных фаз в сплавах системы Al – Mg – Si – Cu, стареющих по Q-типу (Al5Cu2Mg8Si6)
DOI 10.17580/tsm.2016.06.12
Автор Сбитнева С. В., Алексеев А. А., Журавлева П. Л., Колобнев Н. И.
Информация об авторе

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», Москва, Россия:

С. В. Сбитнева, старший научный сотрудник, эл. почта: admin@viam.ru
А. А. Алексеев, главный научный сотрудник
П. Л. Журавлева, ведущий инженер
Н. И. Колобнев, главный научный сотрудник

Реферат

В работе исследованы фазовые превращения при старении в сплавах 6013 и 1370 системы Al – Mg – Si – Cu, содержащих 0,8–1,0 % (мас.) Cu. Методами просвечивающей электронной микроскопии уточнена кристаллическая структура неравновесных фаз, стареющих по Q-типу (Al5Cu2Mg8Si6). Решетки этих фаз имеют различные периоды и ориентационные соотношения с матрицей. Структура выделений Q-фазы определена на частицах, сформированных в результате перестаривания (230 оC, 32 ч). В работе определены морфология и габитус частиц β’- и Q’-фаз. Частицы β’-фазы (Mg2Si) имеют стержнеобразную форму. Частицы неравновесных Q’-фаз имеют форму стержней и реек. Установлено, что рейки имеют габитусы двух типов: {510}Al и {320}Al. По результатам исследований построены диаграммы фазовых превращений при старении, на которые впервые нанесены температурно-временные области существования фаз Q-типа. Установлено, что образование выделений Q-типа соответствует значительно более высоким температурам и длительностям, чем образование выделений β’’- и β’-типа. Предложен механизм распада пересыщенного твердого раствора в сплавах этой системы. Формирование кластеров типа Mg2Si требует значительно более коротких диффузионных перемещений, чем формирование флуктуаций состава, содержащих Al, Mg, Si, Cu в нужных пропорциях. Поэтому атомы Cu выделяются из перенасыщенного твердого раствора в последнюю очередь. Проанализировано влияние зернограничного распада перенасыщенного твердого раствора при ступенчатом старении на склонность сплава 1370 к межкристаллитной коррозии. Разработаны ступенчатые режимы старения, которые наряду с высокими прочностными свойствами, обеспечивают хорошее сопротивление межкристаллитной коррозии (глубина меньше 100 мкм). 

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках соглашения о предоставлении субсидии № 14.595.21.0002 от 22.08.2014 г., уникальный идентификатор № RFMEFI59514X0002, с использованием оборудования ЦКП «Климатические испытания ФГУП «ВИАМ».

Ключевые слова Межкристаллитная коррозия, диаграмма, фазовые превращения, старение, ориентационные соотношения, пересыщенный твердый раствор, зернограничные выделения
Библиографический список

1. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1. С. 3–33.
2. Масхидов В. В., Колобнев Н. И., Каримова С. А., Сбитнева С. В. Взаимосвязь структуры и коррозионной стойкости в сплаве 1370 системы Al – Mg – Si – Cu – Zn // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 1. С. 8–13.
3. Мондольфо Л. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. — М. : Металлургия, 1979. — 639 с.
4. Колобнев Н. И., Масхидов В. В., Самохвалов С. В., Сбитнева С. В., Попов В. И., Курс М. Г. Влияние деформации после закалки и режимов старения на механические и коррозионные свойства сплава системы Al – Mg – Si – Cu – Zn // Авиационные материалы и технологии. 2011. № 1. С. 12–15.
5. Tao C. H., Liu C. H., Chen J. H., Lai Y. X., Ma P. P. The influence of Mg/Si ratio on the negative natural aging effect in Al – Mg – Si – Cu alloys // Materials Science and Engineering. 2015. Vol. 642. P. 241–248.
6. Ehlers F. J. H., Wenner S., Andersen S. J., Marioara C. D., Lefebvre W. Phase stabilization principle and precipitate-host lattice influences for Al – Mg – Si – Cu alloy precipitates // J. Mater. Sci. 2014. P. 6413–6426.
7. Mohamed A. M. A., Samuel F. H. A review on the heat treatment of Al – Si – Cu/Mg casting alloy // J. Mater. Sci. 2014. P. 543–561.
8. Holmestad R., Marioara C. D., Ehlers F. J. H. et al. Precipitation in 6XXX Aluminum Alloys // Proc. of the 12th International Conference on Aluminium Alloys, 2010, Yokohama. P. 30–39.
9. Chakrabarti D. J. Automotive Alloys II / ed. S. K. Das. 2002. Vol. 369–402. P. 947–952.
10. Cayron C., Buffat P. A. Structural phase transition in Al – Mg – Si – Cu and Al – Mg – Si alloys: ordering mechanisms and crystallographic structures // Mater. Sci. Forum. 2000. Vol. 331–337. P. 1001–1006.
11. Чуистов К. В. Старение металлических сплавов. — Киев : Академ периодика, 2003. — 567 с.
12. Хохлатова Л. Б., Колобнев Н. И., Антипов В. В., Каримова С. А., Рудаков А. Г., Оглодков М. С. Влияние коррозионной среды на склонность роста трещины усталости в алюминиевых сплавах // Авиационные материалы и технологии. 2011. № 1. C. 6–20.
13. Каблов Е. Н., Старцев О. В., Медведев И. М., Панин С. В. Коррозионная агрессивность приморской атмосферы. Ч. 1. Факторы влияния (обзор) // Коррозия: материалы, защита. 2013. № 12. C. 6–18.

14. Жиликов В. П., Каримова С. А., Лешко С. С., Чесноков Д. В. Исследование динамики коррозии алюминиевых сплавов при испытании в камере солевого тумана (КСТ) // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 4. C. 18–22.
15. Каблов Е. Н., Старцев О. В., Медведев И. М. Обзор зарубежного опыта исследований коррозии и средств защиты от коррозии // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 2. C. 76–87.
16. Хирш П., Хови А., Николсон Р., Пэшли Д., Уэлан М. Электронная микроскопия тонких кристаллов. — М. : Мир, 1968. — 568 с.
17. Alekseev A. A., Bikova S. V., Ermolova M. I., Kolobnev N. I. Diffusive paths in 6013 (AD37) alloy under a single and double ageing // Proc. Conf. ICAA8, 2002, Cambridge, P. 1238–1243.
18. Давыдов В. Г., Бер Л. Б., Ананьев В. И., Капуткин Е. Я. Диаграмма фазовых превращений и температурно-временные карты свойств сплава АД37 в интервале температур старения // Технология легких сплавов. 1999. № 1/2. C. 73.
19. Бер Л. Б., Синявский В. С., Захаров В. В., Капуткин Е. Я., Калинин В. Д., Ростова Т. Д., Уколова О. Г., Титова Е. В. Влияние режимов закалки и старения на фазовый состав, механические свойства и сопротивление МКК листов из сплава 1370 // Технология легких сплавов. 2008. № 4. C. 15–23.
20. ГОСТ 9.021–74. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий и сплавы алюминиевые. Методы ускоренных испытаний на межкристаллическую коррозию. — Введ. 1975–01–01.

Language of full-text русский
Полный текст статьи Получить
Назад