пределах растворимости магния в твердом алюминии прямолинейно возрастает.

Магний является одним из основных легирующих элементов алюминия и его

сплавов. Сплавы на основе системы Al-Mg(магналии) с содержанием магния от

1 до 7 % широко применяются как в литом, так и деформированном состоянии.

Для повышения механических и коррозионных свойств сплавов вводят

дополнительно марганец в количествах 0,3-0,8 %.

Сплавы системы Al-Mg инертны к термической обработке; упрочняются они

с помощью нагартовки. Сплавы Al –2% Mg с добавками марганца в нагартованном

состояние (30-40 %), по данным Н.Б. Кондратьевой, могут иметь следующие

механические свойства: ?в = 40 – 42 кГ/ммІ; ?0,2 = 32 –35 кГ/ммІ; ? = 6 –

8 %. Сплавы системы Al-Mg имеют довольно высокие механические свойства при

повышенных температурах, при кратковременном разрыве.

Сплавы относятся к термически не упрочняемым и листы из них выпускают

в отожженном и нагартованном состояниях. Главным достоинством отожженных

листов является хорошая свариваемость, коэффициент трещинообразования у

них незначителен и составляет 5 – 7 %. Сочетание удовлетворительных

прочностных свойств и высокой пластичности основного металла и сварного

соединения, высокая коррозионная стойкость.

Влияние химического состава и условий обработки слитков на свойства

листов.

Основное влияние на механические свойства листов из сплава Al-Mg

оказывают магний и марганец. Каждый 1% Mg увеличивает предел прочности на 3-

3,5 кгс/кв.мм, а также 0,1% Mn на 0,5-0,7 кгс/кв.мм. Относительное

удлинение при указанном повышении прочности остается высоким. В значительно

меньшей степени эти легирующие компоненты повышают предел текучести.

Поэтому для получения холоднокатаных листов в отожженном состоянии со

значениями предела текучести, указанными в табл.2, содержания марганца и

магния в сплавах АМг2, целесообразно поддерживать ближе к верхнему пределу.

Механические свойства листов из сплава Амг2 по ТУ.

Таблица 2

|Толщина |состояние |?в ,кгс/ммІ |?,% |

|листов, мм | | | |

|0,3-1,0 |Отожженное (М)|17-23 |16,0 |

|1,1-10,0 | |17-23 |18,0 |

|0,3-1,0 |Полунагартов. | 24 | 4 |

|1,1-10,0 | |24 |6 |

|0,3-0,8 |Нагартованное |27 |3 |

Основное назначение титана во всех сплавах Al-Mg – модифицирование

структуры. Легирование сплавов – марганцем, хромом, и титаном способствует

получению листов с мелкозернистой структурой и улучшает их коррозионную

стойкость и свариваемость. Медь и неизбежные примеси железа и кремния

снижают коррозионную стойкость

Слитки из сплава Амг2 гомогенизируют при температуре 400-480°С в

течение 8-16ч. Рекомендуется увеличение температуры до 480-500°С при

сокращении времени выдержки до 3-6 ч. Более длительные выдержки при таких

температурах вызывают снижение прочностных свойств.

Изменение температуры нагрева заготовок под горячую прокатку в

интервале 430-490°С и времени нагрева от 6 до 10 часов не оказывает

заметного влияния на свойства холоднокатаных отожженных и нагартованных

листов.

Влияние отжига и холодной деформации на св-ва листов из сплавов АМг2

По существующей технологии отжиг листов из сплавов Al – Mg производят

в рулонах. Отжиг горячекатаных и холоднокатаных рулонов сплавов АМг2

диктуется преимущественно технологическими свойствами и необходимостью

обеспечения высокого сопротивления коррозии под напряжением. Рулоны и листы

отжигают как после горячей прокатки, так и на всех последующих операциях в

определенном интервале температур. Режим отжига рулонов и листов в печах с

принудительной циркуляцией воздуха приведены в табл.3.

Режимы отжига листов и рулонов из сплавов АМг2 Таблица 3.

| Состояние перед отжигом |Температура отжига, ° С |

|Горячекатаные, толщиной 5-7 мм, перед|330-350 |

|холодной прокаткой | |

|Холоднокатаные, всех толщин |310-335 |

|Горячекатаные (окончательный отжиг) |310-335 |

Лучшие антикоррозийные свойства обеспечиваются при медленном нагреве

до температуры отжига и последующим медленном охлаждении. Нагрев в селитре

обеспечивает повышение прочностных свойств за счет измельчения структуры,

но из-за быстрого охлаждения может снизиться сопротивление коррозии под

напряжением в случае последующих низкотемпературных нагревов. Отжиг в этом

интервале температур обеспечивает равномерный распад по сечению твердого

раствора мелкозернистой ?-фазы. Такое состояние структуры соответствует

высокой коррозийной стойкости сплавов АМг2 .

Если полуфабрикаты из этих сплавов подвергнуть нагреву до температуры

350° С и выше, то магний, присутствующий в сплаве, перейдет в твердый

раствор (на основе алюминия). Коррозионная стойкость сплава в таком

состоянии также высокая. Если же в процессе эксплуатации или в процессе

изготовления изделий они будут нагреваться в интервале температур 70-200°

С, то сопротивление коррозионному разрушению под напряжением резко

снизится. По границам зерен после указанных нагревов закаленного материала

выпадает ?-фаза. Эта фаза располагается в виде сплошной прослойки между

зернами твердого раствора.

Учитывая, что сама ?- фаза является анодом по отношению к твердому

раствору Al-Mg (катод), в присутствии электролита эта электрохимическая

пара (твердый раствор - ?-фаза ) приведет к растворению ?-фазы, а

следовательно, и к возможному разделению зерен твердого раствора

(межкристаллитная коррозия). При сравнительно глубоком коррозионном

поражении материала, находящегося под напряжением, происходит его

разрушение. Равномерный распад твердого раствора в результате полного

отжига (310-335° С) исключает такое избирательное разрушение материала по

границам зерен. Сравнительно длительный срок эксплуатации изделий,

изготовленных из листового материала по указанной технологии, показал ее

надежность.

В табл.4 приведены данные о влияние степени деформации на

рекристаллизацию листов из сплава АМг2.

Влияние степени деформации и температуры отжига на степень

рекристаллизации листов из сплава АМг2

таблица 4

|Толщина |Степень |Температура отжига, ° С |

|листа, |деформации | |

|мм |перед | |

| |отжигом, мм | |

| | |Начало |Частичная |Почти полная |Полная |

| | |рекристал-ли|рекристал-л|рекристал-лиз|рекристал-л|

| | |зации |изации |ации |изации |

|0,5 |21,5 |280 |310 |325 |335 |

| |26,5 |280 |290 |300 |310 |

| |40,0 |270 |280 |290 |300 |

|20,0 | |300 |325 |335 |- |

| |40,0 |370 |280 |290 |300 |

Более высокий уровень прочностных свойств может быть получен для

листов с неполной рекристаллизованной структурой, в частности после отжига

при температурах 240-270° С. Однако такой отжиг может привести к ухудшению

штампуемости, свариваемости, в некоторой степени коррозионной стойкости и

других свойств листового материала.

Эффект закалки сплавов системы Al-Mg

Закалка алюминиевых сплавов основана на фиксации путем быстрого

охлаждения концентрации твердого раствора, стабильного при более высокой

температуре (выше границы растворимости легирующих элементов, но ниже линии

солидуса).

Возможность получения эффекта упрочнения от закалки алюминиевых

сплавов связана с наличием областей твердых алюминиевых растворов,

концентрация которых меняется с изменением температуры.

Эффект закалки – упрочнение, связанное с образованием пересыщенного

твердого раствора; характеризуется изменением механических и физических

свойств в закаленном состоянии по сравнению с отожженным состоянием.

Зависит - от природы сплава (фазового состава, особенностей структуры

сплава в исходном и закаленном состояниях, в том числе от числа и

распределения точечных дефектов,

дислокаций), условий закалки, предшествующей термической и

механической обработки и ряда других факторов.

Для пересыщенного твердого раствора магния в алюминии характерна

высокая пластичность: относительное удлинение достигает порядка 40% при

сравнительно высоком значении предела прочности (табл.5).

Механические свойства и эффект закалки сплавов АМг2

таблица 5

| |Отжиг |Свежезакаленное |Эффект закалки |

| | |состояние | |

|Содержание|Предел |Относит-е |Предел |Относит-е |??в, |?,% |

|Mg, % |прочности |удлинение?|прочности |удлинение?|кГ/ммІ | |

| |?в, кГ/ммІ|,% |?в, кГ/ммІ|,% | | |

|5,5 |26,6 |40,5 |26,9 |38,3 |0,3 |-2,2 |

|6,5 |28,4 |39,7 |29,6 |39,6 |1,2 |-0,1 |

Свойства листов в нагартованном состоянии

Механические свойства листов из сплава АМг2 в нагартованном состоянии

после вылеживания и различных нагревов (в отожженном состоянии ?в=34,6

кГ/ммІ , ?0,2=17,6 кГ/ммІ , ?=22,5%)

таблица 6

|Состояние, режим |Деформация 20% |Деформация 40% |

|нагрева | | |

| |?в |?0,2 |?, |?в |?0,2 |?, |

| |кГ/ммІ |% |кГ/ммІ |% |

|Исходное, |42,7 |36,9 |635 |47,0 |41,3 |6,9 |

|нагартованное | | | | | | |

|Вылеживание при |42,6 |34,2 |9,9 |45,8 |37,9 |8,2 |

|20° С, 120ч | | | | | | |

|Вылеживание при |41,2 |32,2 | |10,6 |38,0 |9,2 |

|20° С, 3000ч | | | | | | |

|Нагрев при 80-90°|40,5 |29,8 |12,7 |44,3 |35,2 |12,2 |

|С, 10 ч | | | | | | |

|Нагрев при 70° С,|40,0 |28,2 |13,7 |43,0 |31,6 |12,7 |

|1000ч | | | | | | |

|Нагрев при 100° |41,5 |28,5 |12,5 |42,5 |34,9 |11,4 |

|С, 4ч | | | | | | |

|Нагрев при 100° |38,7 |25,6 |14,3 |41,2 |28,9 |13,4 |

|С, 4ч+70° С, 1000| | | | | | |

|ч | | | | | | |

Нагартованные листы из сплава АМг2 получают путем деформации со

степенью 20-30 %. В ряде случаев для получения более высоких значений

прочностных характеристик листов из АМг6 применяют нагартовку на 40 %.

Однако, при высоких значениях пределов прочности и текучести относительное

удлинение составляет 6-9 %. Поэтому для повышения пластичности такой

материал рекомендуется подвергать кратковременному (до10ч) нагреву при 90 -

100° С, в результате чего прочностные характеристики снижаются, а

пластичность повышается в 1,5 – 2 раза (табл. 6).

Это повышение пластичности позволяет несколько улучшить штампуемость и

производить небольшую гибку и отбортовку материала. Коррозионная стойкость

листового материала из сплава АМг2, нагартованного на 40%, несколько ниже

по сравнению с отожженными листами, но достаточна высока.

Стабилизирующий отпуск (при 90-100° С, до 10ч) предупреждает также

Страницы: 1, 2, 3