Обоснование структуры высокопрочных и термостойких деформируемых алюминиевых сплавов, не требующих гомогенизации и закалки

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-19-00249

НазваниеОбоснование структуры высокопрочных и термостойких деформируемых алюминиевых сплавов, не требующих гомогенизации и закалки

Руководитель Белов Николай Александрович, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСИС" , г Москва

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий

Ключевые слова деформируемые алюминиевые сплавы, система Al–Cu¬–Mn–Zr, фазовые диаграммы, микроструктура, деформационно-термическая обработки, механические свойства

Код ГРНТИ53.49.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Предлагается обосновать возможность создания экономнолегированных деформируемых алюминиевых сплавов на базе системы Al–Cu–Mn–Zr (Fe,Si), технология производства которых не требует операций гомогенизации (для слитков) и закалки (для деформированных полуфабрикатов). Предлагаемые сплавы по совокупности важнейших эксплуатационных характеристик (в частности, прочности, пластичности, стойкости к воздействию повышенных температур) должны превосходить промышленные термически упрочняемые алюминиевые сплавы 2ххх серии. Для реализации этой задачи предлагается разработать научную концепцию, направленную на получении в слитках структуры, сочетающей алюминиевый твердый раствор, содержащий не менее ~1%Cu, ~1% Mn и ~0,4%Zr, и фазы кристаллизационного происхождения в количестве не более ~3 об.%. Предполагается, что такая структура позволит реализовать в нетермообработанных слитках деформационную пластичность, не уступающую пластичности гомогенизированных слитков сплавов 2ххх серии. Поскольку Mn- и Zr-содержащие дисперсоиды (их суммарное количество должно составлять не менее 5 об.%) обладают повышенной термической стабильностью по сравнению с основными фазами упрочнителями в сплавах 2ххх серии, ожидается сохранение нерекристаллизованной структуры в деформированных полуфабрикатах (в частности, листах и прутках) при нагревах вплоть до 400 С. Обоснование состава сплава будут, в значительной мере, базироваться на расчетно-экспериментальном анализе системы Al–Cu–Mn–Zr–Fe–Si-Ca. Завершить проект планируется проведением опытного опробования разработанных сплавов на промышленном оборудовании.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Белов Н.А., Короткова Н.О., Шуркин П.К., Аксенов А.А. Обоснование концентрации меди в термостойких деформируемых алюминиевых сплавах, содержащих 2 мас. % Mn Физика металлов и металловедение, 2020, т.121, № 12 (год публикации - 2020)
10.31857/S0015323020120037

2. Акопян Т.К., Летягин Н.В., Свиридова Т.А., Короткова Н.О., Просвиряков А.С. New Casting Alloys Based on the Al+Al4(Ca,La) Eutectic JOM, Published online: 02 September 2020 (год публикации - 2020)
10.1007/s11837-020-04340-z

3. Белов Н.А..Короткова Н.О., Шуркин П.К., Аксенов А.А. Justification of copper concentration in the heat-resistant wrought aluminum alloys containing 2 wt.% Mn The Physics of Metals and Metallography (год публикации - 2020)

4. Н.А. Белов, Т.К.Акопян, П.К. Шуркин, Н.О. Короткова, Comparative analysis of structure evolution and thermal stability of сommercial AA2219 and model Al-2 wt%Mn-2 wt%Cu cold rolled alloys Journal of Alloys and Compounds, 2021, Vol. 864, 158823 (год публикации - 2021)
10.1016/j.jallcom.2021.158823

5. Н.А. Белов, Т.К.Акопян, Н.О. Короткова, В.Н. Тимофеев, П.К. Шуркин, Effect of Cold Rolling and Annealing Temperature on Structure, Hardness and Electrical Conductivity of Rapidly Solidified Alloy of Al–Cu–Mn–Zr system Materials Letters, 2021, vol. 300, p.130199 (год публикации - 2021)
10.1016/j.matlet.2021.130199

6. Н.А. Белов, С.О. Черкасов, Н.О. Короткова, А.О. Яковлева, К.А. Цыденов Effect of Iron and Silicon on the Phase Composition and Microstructure of the Al–2% Cu–2% Mn (wt %) Cold Rolled Alloy Physics of Metals and Metallography, 2021. V.122. No. 11, pp. 1095–1102 (год публикации - 2021)
10.1134/S0031918X2111003X

7. Н.А. Белов, П.К. Шуркин, Н.О. Короткова, С.О. Черкасов Влияние термообработки на структуру и термостойкость холоднокатаных листов сплавов системы Al–Cu–Mn с разным соотношением меди и марганца Цветные металлы, 2021, №9 , с.80-86 (год публикации - 2021)
10.17580/tsm.2021.09.09

8. Н.А. Белов, Т.К.Акопян. Н.О. Короткова, В.Н., С.О. Черкасов, А.О.Яковлева Effect of Fe and Si on the phase composition and microstructure evolution in alloy Al–2wt.%Cu–2wt.%Mn during solidification, cold rolling and annealing JOM, published online 04.10.2021 (год публикации - 2021)
10.1007/s11837-021-04907-4

9. Н.А.Короткова, П.К. Шуркин, С.О. Черкасов, А.А. Аксенов Effect of Copper Concentration and Annealing Temperature on the Structure and Mechanical Properties of Ingots and Cold-Rolled Sheets of Al–2% Mn Alloy Russian Journal of Non-Ferrous Metals, Vol. 63, No. 2, pp. 190–200 (год публикации - 2022)
10.3103/S1067821222020080

10. Н.А. Белов, К.А. Цыденов, Н.В. Летягин, С.О. Черкасов Структура и механические свойства горячекатаных листов сплава Al–2%Cu–2%Mn–0,4%Si–0,2%Zr, подвергнутых сварке трением с перемешиванием Цветные металлы, № 5, С.68-74 (год публикации - 2022)
10.17580/tsm.2022.05.09

11. С.О, Рогачев, Н.А.Белов, С.О.Черкасов, Р.В.Сундеев Joint Effect of Electromagnetic Casting and High-Pressure Torsion on the Structure and Hardening of Al3.3Cu2.5Mn0.5Zr (wt.%) Alloy Material Letters, Vol. 324, 1 October 2022, 132776 (год публикации - 2022)
10.1016/j.matlet.2022.132776

12. Н.А. Белов, С.О. Черкасов, Н.О.Короткова, К.А. Цыденов Технологичность и эволюция структуры цилиндрических слитков сплава Al–2%Cu–2%Mn в процессе обработки давлением Цветные металлы (год публикации - 2023)

Публикации