ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКАЖЕНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКИ В ТВЁРДОМ РАСТВОРЕ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16 (АА2024) ПОСЛЕ ОТЖИГА И СТАРЕНИЯ

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.016

Ключевые слова:

алюминиевый сплав Д16 (АА2024), отжиг, закалка, старение, среднее межатомное расстояние, остаточные напряжения.

Аннотация

Проведены отжиг, закалка, естественное и искусственное старение алюминиевого сплава Д16 (AA2024) системы Al-Cu-Mg при температурах 100 и 200°С в течение 15 и 30 минут. С помощью растровой электронной микроскопии с применением микрорентгенспектрального анализа установлен химический состав твёрдого раствора. На основании результатов химического состава твердого раствора проведён расчёт изменения среднего межатомного расстояния, которое отражает величину искажения кристаллической решётки. Рентгеноструктурным методом изучены искажения кристаллической решётки, связанные с остаточными напряжениями. Установлено, что отожжённое состояние и искусственно состаренное при температуре 200°С в течение 30 минут характеризуются схожим содержанием легирующих элементов в твёрдом растворе, причём массовая доля меди в 15…16 раз, а магния в 4…5 раз выше, чем должно быть в твёрдом растворе в равновесном состоянии согласно равновесным диаграммам состояния. Выдержка в течение 15 минут при искусственном старении при температуре 100 и 200°С не приводит к существенным различиям в уровне остаточных напряжений, значения которых получены расчётным путём и экспериментально. Высокий уровень остаточных напряжений в твёрдом растворе в закалённом состоянии и при искусственном старении при температурах 100 и 200°С и коротких выдержках до 30 минут позволяет получать высокие показатели прочностных характеристик, но может отрицательно сказываться на стойкости сплава Д16 к расслаивающей коррозии в водно-солевых средах.

Библиографические ссылки

Effects of solution and aging treatments on the microstructure and mechanical properties of cold rolled 2024 Al alloy sheet / Lu Sun [и др.] // Journal of materials research and technology. 2021. T.12. C.1126-1142. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.03.051

Effects of aging treatment and peripheral coarse grain on the exfoliation corrosion behaviour of 2024 aluminium alloy using SR-CT / Shuangqing Sun [и др.] // Journal of materials research and technology. 2020. T.9. C.3219–3229. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.01.069

Homogenization of ECAPed Al 2024 alloy through age-hardening / G. Kotan [и др.] // Materials Science & Engineering A. 2013. Т.559. C. 601–606. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2012.08.148

Effect of actual and accelerated ageing on microstructure evolution and mechanical properties of a 2024-T351 aluminium alloy / M. Prudhomme [и др.] // International Journal of Fatigue. 2018. T.107. C. 60–71. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2017.10.015

The effect of artificial ageing heat treatments on the corrosion-induced hydrogen embrittlement of 2024 (Al–Cu) aluminium alloy / Alexopoulos N.D. [и др.] // Corrosion Science. 2016. T.102. C. 413–424. doi: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2015.10.034

The intergranular corrosion susceptibility of 2024 Al alloy during re–ageing after solution treating and cold–rolling / Zhixiu Wang [и др.] // Corrosion Science. 2017. T.114. C. 156–168. doi: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2016.11.013

Multiscale study of cold-rolling deformation on mechanical and corrosion behaviors of AA2024-T4 aluminum alloy / Benamirouche S. [и др.] // Journal of the Indian Chemical Society. 2022. №.99. Т.1. С. 100307. doi: https://doi.org/10.1016/j.jics.2021.100307

Effects of solution and aging treatments on the microstructure and mechanical properties of cold rolled 2024 Al alloy sheet / Lu Sun [и др.] // Journal of materials research and technology. 2021. T.12. C.1126-1142. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.03.051

Effects of solution treatment on the microstructure and mechanical properties of naturally aged EN AW 2024 Al alloy sheet / Mengchao Liang [и др.] // Journal of Alloys and Compounds. 2020. C. 153943. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153943

Influence of ageing on the corrosion behaviour of 2024 aluminium alloy coated with a trivalent chromium conversion layer // Saillard R. [и др.] // Corrosion Science. 2021. T.182. C. 109192. doi: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109192

Double-peak age strengthening of cold-worked 2024 aluminum alloy / Y.L. Zhao [и др.] // Acta Materialia. 2013. T. 61. C. 1624–1638. doi: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.11.039

Residual stress and yield strength evolution with annealing treatments in an age-hardenable aluminum alloy matrix composite / Fernandez R. [и др.] // Materials Science & Engineering A.- 2018.- T.731.- C. 344–350. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.06.031

Ludian T., Wagner L. Effect of age-hardening conditions on high-cycle fatigue performance of mechanically surface treated Al 2024 // Materials Science and Engineering A. 2007. T.468–470. C. 210–213. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.07.169

Influence of restraint conditions on residual stress and distortion of 2219-T8 aluminum alloy TIG welded joints based on contour method / Qiang Wang [и др.] // Journal of Manufacturing Processes. 2021. - T.68. C. 796–806. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.05.065

Vinay Kumar Yadav, Vidit Gaur, Singh I.V. Combined effect of residual and mean stresses on fatigue behavior of welded aluminum 2024 alloy // International Journal of Fatigue. 2022. T.155. C. 106565. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2021.106565

Effect of ageing on precipitation kinetics, tensile and work hardening behavior of Al-Cu-Mg (2024) alloy / Alexopoulos N. D [и др.] // Materials Science & Engineering A. 2017. T.700.C. 457–467. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.05.090

Гречников Ф.В., Носова Е.А. Влияние состава и распределения дисперсных фаз при старении на штампуемость листов из сплава Д16 / // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2017.- №5. - С. 60-68. doi: https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-5-60-68

Колбасников Н.Г., Кондратьев С.Ю. Структура. Энтропия. Фазовые превращения и свойства металлов. С.-Петербург: СпбГПУ, 2006. 363 с.

Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. Пер. с англ. Москва: Металлургия, 1979. 640 с.

Физические величины: справочник / А. П. Бабичев и др. Москва: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

Ning Ai-lin, Liu Zhi-yi, Zeng Su-min. Effect of large cold deformation on characteristics of age-strengthening of 2024 aluminum alloys // Trans. Nonferrous Met. SOC.China. 2006. T.16. C.1121-1128. doi: https://doi.org/10.1016/S1003-6326(06)60388-9

Alexopoulos N. D. On the corrosion-induced mechanical degradation for different artificial aging conditions of 2024 aluminum alloy // Materials Science and Engineering A 2009. T.520. C. 40–48. doi:10.1016/j.msea.2009.05.023

Загрузки

Опубликован

12/30/2022

Как цитировать

Носова, Е. А., & Амосов, А. П. . (2022). ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКАЖЕНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКИ В ТВЁРДОМ РАСТВОРЕ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16 (АА2024) ПОСЛЕ ОТЖИГА И СТАРЕНИЯ. Ползуновский ВЕСТНИК, 2(4), 125–132. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.016

Выпуск

Раздел

РАЗДЕЛ 2. ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ