Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Муратов В.С. Зеленевский В.С.
Для улучшения прочностных свойств алюминиевого сплава 1160 при повышенных температурах был предложен режим ступенчатого старения, выключающий две ступени: 1 ступень - 190 °С, 6 часов; 2 ступень - 320 °С, 3 минуты, охлаждение в воде. Требуется уточнение температурно-временных режимов второй ступени старения.

На сплаве 1141(АК4-1) поставлен планируемый эксперимент, в котором температура второй ступени старения варьировалась от 300 до 400 °С (фактор Х1), а ее продолжительность от 1,5 до 4 минут (фактор Х2). После выполнения термической обработки сплав подвергался выдержке в течение 10 часов при температуре 250 °С. Затем определялись механические свойства сплава (sВ, s0,2 и d) как при комнатной температуре, так и непосредственно при 250 °С.

Расчет коэффициентов уравнений регрессии позволил получить следующие зависимости:

- для случая испытаний при 20 °С: - для случая испытаний при 250 °С:

σв = 347 + 4,4Х1 - 5,6Х2 - 3,3Х1Х2, МПа σв = 224 + 0,8Х1 + 2,3Х2 - 0,5Х1Х2, МПа

σ0,2 = 250 - 1,9Х1 + 2,1Х2 + 2,1Х1Х2, МПа σ0,2 = 202 + 2,3Х1 - 1,3Х2 - 2,3Х1Х2, МПа

δ = 9,8 + 0,03Х1 + 0,2Х2 - 0,2Х1Х2, % δ = 17 - 1,2Х1 + 0,5Х2 + 0,7Х1Х2, %

Доверительные интервалы для коэффициентов уравнения регрессии:

Δbσв=3,2;Δbσ 0,2=2,0 ;Δbδ =0,2 - для 20°С;

Δbσв=2,1;Δbσ 0,2=2,0 ;Δbδ =0,4 - для 250°С;

Анализ полученных уравнений показывает, что наиболее значимым фактором для прочностных характеристик при 20 °С является время выдержки на второй ступени старения. Для sв увеличение времени выдержки приводит к его уменьшению, а для σ0,2 влияние противоположно. С увеличением температуры второй ступени σв увеличивается, а для σ0,2 этот фактор незначим. Для повышения относительного удлинения следует увеличивать время выдержки.

Для случая определения свойств при температуре 250 °С установлено, что повышению σв способствует увеличение времени выдержки на второй ступени старения. Одновременно, такое увеличение приводит к увеличению относительного удлинения. Росту σ0,2 способствует увеличение температуры второй ступени.

Исследования показали, что режим со ступенчатым старением (особенно режим с температурой и длительностью второй ступени старения 400 °С и 1,5 минуты) обеспечивает по сравнению с типовым режимом обработки сплава (закалка с 530 °С, старение при 190 °С длительностью 8 - 10 часов) более высокий уровень σв и σ0,2 после выдержки при температуре 250 °С на 20 - 30 МПа.

Аналогичные исследования выполнены на сплаве 1160 (Д16).Обработка по типовому режиму приводит к следующим значениям свойств: при температуре 20 °С - σ0,2 = 245 МПа, σв = 356 МПа, δ = 12,6%, ψ = 34,0%; при температуре 250 °С - σ0,2 = 181 МПа, σв = 208 МПа, δ = 16,8%, ψ = 61,5%.

После экспериментального режима (температура и длительность второй ступени старения - 400 °С и 1,5 минуты) уровень свойств составил:

  • при температуре 20 °С - σ0,2 = 268 МПа, σв = 381 МПа, δ = 10,9%;
  • при температуре 250 °С - σ0,2 = 209 МПа, σв = 234 МПа, δ = 20,8%.

По сравнению с типовым режимом обработки предлагаемый вариант приводит к повышенному уровню свойств после выдержки при 250 °С: σв на 25 МПа, σ0,2 на 23 МПа (при температуре 20 °С) и σв и σ0,2 на 25 - 30 МПа (при температуре 250 °С).

Электронно-микроскопические исследования сплава 1160 показали, что в отличие от типовой обработки в структуре сплава после предлагаемого режима и выдержки при температуре 250 °С сохраняются более дисперсные частицы упрочняющих фаз и субзеренная структура.

Библиографическая ссылка

Муратов В.С., Зеленевский В.С. УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ // Современные наукоемкие технологии. – 2006. – № 6. – С. 92-93;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=22900 (дата обращения: 29.05.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074