ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 7075

NOIKJO

Аннотация

Исследованы механические характеристики алюминиевого сплава марки 7075 модифицированного электронно-пучковой обработкой. Образцы подвергали двум видам механических испытаний: одноосное растяжение с постоянной скоростью и усталостное нагружение. Состояние элементного и фазового состава сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu изучали методами сканирующей электронной микроскопии. В сплаве AA7075 после электронно-пучковой модификации основную роль играет α-Al матрица, в которой в твёрдом растворе находятся легирующие элементы Zn, Mg и Cu, а также Fe, Si и Mn. При локальном повышении концентраций Zn и Mg происходит формирование упрочняющей η-фазы (Mg(Zn,Cu)₂), а при присутствии Cu и Mg выделяются частицы S-фазы (Al₂CuMg). В зонах с высоким содержанием меди (≥ 35 ат. % Cu) и присутствием Fe/Ni образуются интерметаллиды θ-фазы (Al₂Cu) и сложные Al–Fe–Ni–Cu соединения, тогда как отдельные участки с преобладанием Zn и Cu (28–46 ат. % Zn, 27–40 ат. % Cu) характеризуются наличием Cu–Zn интерметаллидов. Электронно-пучковая обработка (ЭПО) алюминиевого сплава 7075, полученного аддитивным методом, увеличивает предел прочности в 2 раза (с 100,9 до 199,3). Это достигнуто за счет устранения дефектов, микроструктурных изменений, снятия остаточных напряжений от послойного наплавления при аддитивном производстве. После усталостных испытаний образец, изготовленный аддитивным способом, демонстрирует ≈235 000 циклов до разрушения, а комбинация с ЭПО повышает выносливость до 260 000 циклов. Стандартное отклонение σ ≈ 5–8 % для прочности, σ ≈ 10–15 % для усталости, подтверждает, что метод электронно-пучковой обработки нивелирует недостатки аддитивного производства, обеспечивая одновременный рост прочности, пластичности и усталостной долговечности сплава 7075.