Патент на изобретение №2235799
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ СПЛАВА НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия и может быть использовано при изготовлении катаных, прессованных, кованых полуфабрикатов и изделий в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов. Предложенный способ включает закалку и трехступенчатое искусственное старение, проводимое на первой и третьей ступенях при температуре 79-165 Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в том числе содержащих магний, кремний, медь, цинк, и может быть использовано при изготовлении катаных, прессованных, кованных полуфабрикатов на металлургических заводах и изделий в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов на машиностроительных заводах. Использование этих сплавов в авиакосмической технике и судостроении, в том числе в сварных конструкциях, определяет высокие требования к характеристикам прочности и коррозионной стойкости. Известен способ термической обработки алюминиевых сплавов и изделий из них, включающий обработку на твердый раствор, двухступенчатое старение с первой ступенью при температуре 121-213 Этот способ обеспечивает получение достаточно высокой прочности и вязкости разрушения. Однако не обеспечивает высокой коррозионной стойкости полуфабрикатов и изделий из алюминиевых сплавов. Известен способ термической обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, включающий трехступенчатое старение с первой ступенью при температуре 80-90 Обработка по этому способу обеспечивает высокую коррозионную стойкость полуфабрикатов и изделий из них, но при этом прочностные свойства имеют недостаточно высокий уровень. Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является способ термической обработки полуфабрикатов из алюминиевого сплава системы Al-Zn-Mg-Cu, включающий закалку и трехступенчатое старение, при котором: 1) нагрев до одной или более температур в пределах 79-163 2) нагрев для совокупного температурно-временного эффекта внутри интервала 170-260 3) нагрев до одной или более температур в пределах 79-163 Однако этот способ не обеспечивает высокой прочности сплавов систем Al-Mg-Si-Cu. Задачей изобретения является получение в полуфабрикатах и изделиях из алюминиевых сплавов, в том числе сплавов систем Al-Mg-Si-Cu, упрочняемых фазами, обеспечивающими наилучшие прочностные свойства и коррозионную стойкость. Для достижения поставленной задачи предложен способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия, включающий закалку и трехступенчатое искусственное старение на первой и третьей ступенях при температуре 79-165 В сплавах различных систем легирования при распаде пересыщенного твердого раствора в процессе старения могут выделяться несколько упрочняющих фаз, каждая в своем температурном интервале. Изменяя температуру в интервале существования конкретной фазы, можно влиять на размер, плотность и характер расположения частиц этой фазы в матрице. Путем подбора температурно-временных параметров на первой и последующих ступенях старения можно регламентировать соотношение объемных долей различных фаз, размер, форму и характер распределения частиц этих фаз. Однако в сплавах систем легирования Al-Mg-Si-Cu и Al-Mg-Li-Cu большое влияние на морфологию выделений различных фаз при распаде пересыщенного твердого раствора в процессе старения играет предварительное образование зон Гинье-Престона и чрезвычайно дисперсных частиц метастабильных фаз, которые могут являться зародышами последующих выделений. Деформация со степенью 0,5-45% при температуре 20-75 В результате использования предложенного способа в полуфабрикатах и изделиях из них обеспечивается высокий уровень прочности и коррозионной стойкости за счет регулирования объемных долей различных стабильных и метастабильных фаз, обеспечения гомогенного распределения и уменьшения размера частиц фаз, а также уменьшения плотности выделений по границам зерен и ширины приграничных зон, свободных от выделений. Пример осуществления: Из сплава системы Аl – 1% Mg – 1% Si – 2% Cu (способы 1, 2, 4-6) и Al – 2,5% Mg – 1,7% Li – 1,4% Cu (3, 8) были отлиты слитки диаметром 70 мм, из которых отпрессованы заготовки для прокатки размером 15 По способу 1, 2, 6 образцы подвергали многоступенчатому старению. Образцы по способам №3-5, 7, 8 после закалки подвергали деформации при температуре 20-75 Результаты, представленные в таблицах, показали, что предлагаемый способ обработки полуфабрикатов из алюминиевого сплава обеспечивает более высокий уровень свойств, чем способ прототипа. Аналогичные результаты получены и при изготовлении деталей (изделий). Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать прессованные, катаные, кованные полуфабрикаты на металлургических заводах и изделия из них в виде обшивки и внутреннего силового набора фюзеляжа самолетов на машиностроительных заводах с более высокой прочностью и коррозионной стойкостью, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность нового поколения авиакосмической техники. Предложенный способ может использоваться при изготовлении изделий наземного транспортного машиностроения и судостроения. Формула изобретения
1. Способ термической обработки полуфабрикатов и изделий из сплава на основе алюминия, включающий закалку и трехступенчатое искусственное старение, проводимое на первой и третьей ступенях при температуре 79-165 2. Способ термической обработки по п.1, отличающийся тем, что для сплава на основе алюминия системы Al-Mg-Si-Cu искусственное старение на первой ступени проводят при температуре 120-165 3. Способ термической обработки по п.1, отличающийся тем, что для сплава на основе алюминия системы Al-Mg-Li-Cu искусственное старение на третьей ступени проводят при температуре 100-165 РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||