СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-МАГНИЙ-КРЕМНИЙ

Название	СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-МАГНИЙ-КРЕМНИЙ
Разработчик (Авторы)	Горбунов Ю.А., Усынина Г.П., Смирнова Л.А.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2170282
Дата регистрации	21.07.1999
Правообладатель	Открытое акционерное общество "Красноярский металлургический завод"
Область применения (класс МПК)	C22F 1/05 (2000.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при термической обработке алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-кремний, содержащих переходные металлы марганец, хром, титан.

Известен способ термической обработки алюминиевых сплавов, включающий гомогенизацию при температуре 530-580^oC в течение 1 часа, охлаждение со скоростью 50^oC/час до температур 230-270^oC, выдержку при этой температуре до 24 часов и охлаждение на воздухе [1]/.

Недостатком известного способа является низкое качество полуфабрикатов из-за неоднородности макроструктуры.

Наиболее близким техническим решением является способ термической обработки алюминиевых сплавов, включающий гомогенизацию, охлаждение до области температуры, лежащей на 30^oC выше и на 30^oC ниже температуры минимальной устойчивости твердого раствора, изотермическую выдержку в течение 0,3-0,5 часа и горячую деформацию при температуре выдержки [2].

Недостатком известного способа является невысокая технологичность сплавов, не обеспечивающая получение однородной макроструктуры деформированных полуфабрикатов.

Задачей предлагаемого способа является повышение качества полуфабрикатов из алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-кремний за счет получения однородной нерекристаллизованной их структуры.

Поставленная задача достигается тем, что в способе термической обработки алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-кремний, включающем гомогенизацию, охлаждение и горячую деформацию, гомогенизацию проводят при температуре 480-520^oC, при этом скорость нагрева заготовок от температуры начала растворения первичных фаз, образованных основными легирующими элементами, до температуры гомогенизации составляет 20-40^oC/час, охлаждение заготовок ведут на воздухе, а деформацию проводят при температуре 450-520^oC.

Оптимальная степень распада твердого раствора марганца, ответственного за получение нерекристаллизованной структуры в полуфабрикатах за счет повышения температуры рекристаллизации достигается при температуре гомогенизации 480-520^oC в течение 12 часов. Гомогенизация заготовок при температуре ниже 480^oC не обеспечивает необходимой степени растворения грубых эвтектических фаз в альфа-твердом растворе и, соответственно, их выделения в мелкодисперсном виде. При температуре гомогенизации выше 520^oC происходит значительный распад твердого раствора марганца в алюминии. Скорость нагрева 20-40^oC/час обеспечивает наиболее полное растворение грубых эвтектических интерметаллидов и оптимальную интенсивность распада пересыщенного твердого раствора марганца в алюминии. При скорости нагрева более 40^oC/час не успевают пройти процессы растворения неравновесных эвтектик, а при скорости нагрева менее 20^oC/час не достигается оптимальная степень распада твердого раствора марганца в алюминии. При нагреве заготовок со скоростью 20-40^oC/час до температуры гомогенизации 480-520^oC, охлаждении их на воздухе с последующей деформацией при температуре 450-520^oC достигается высокая технологичность сплава и получение нерекристаллизованной структуры прутков.

Пример осуществления способа
Прессованные прутки квадратного сечения 35 х 35 мм из сплава 6082 были получены со следующим химическим составом, мас.%:
Состав I - Состав II
Al 96,967 - 96,764
Si 1,07 - 1,17
Fe 0,35 - -
Ti 0,024 - -
Cu 0,074 - 0,081
Zn 0,039 - 0,042
Mg 0,71 - 0,78
Mn 0,65 - 0,67
Ni 0,016 - 0,019
Cr 0,1 - -
Слитки диаметром 204 мм гомогенизировали при температурах 460^oC, 480^oC, 520^oC и 550^oC в течение 12 часов со скоростью нагрева заготовок до температуры гомогенизации 10^oC/час, 20^oC/час, 40^oC/час и 50^oC/час. В эксперименте использовали также негомогенизированные заготовки. Охлаждение гомогенизованных заготовок проводили на воздухе. Прессование осуществляли при температурах 440^oC, 450^oC, 520^oC, 530^oC, окончательную термическую обработку (закалку) полученных прутков при температурах 525-535^oC. Для сравнения была проведена термическая обработка заготовок по способу прототипа. В процессе экспериментов определены предельно допустимые скорости истечения металла и структура прутков. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Анализ таблицы показывает, что прутки, полученные по предлагаемому способу, имеют однородную нерекристаллизованную структуру по всему сечению, а для известного способа характерна неоднородная структура по сечению прутков. Технологичность сплава в предлагаемом способе выше, об этом свидетельствует предельно допустимая скорость истечения металла 6-7 м/мин, в то время как в известном способе она не более 5 м/мин.

Таким образом, предлагаемый способ термической обработки алюминиевых сплавов позволяет получать по длине и сечению прутки с однородной нерекристаллизованной структурой, чего невозможно достигнуть известным способом. Кроме того, повышается скорость прессования на 30%.

Формула изобретения

Способ термической обработки алюминиевых сплавов системы алюминий - магний - кремний, включающий гомогенизацию, охлаждение, горячую деформацию, отличающийся тем, что гомогенизацию проводят при 480 - 520°С, при этом скорость нагрева заготовок от температуры начала растворения первичных фаз, образованных основными легирующими элементами до температуры гомогенизации составляет 20 - 40°С/ч, охлаждение заготовок ведут на воздухе, а деформацию проводят при 450 - 520^oC.

Изобретение "СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-МАГНИЙ-КРЕМНИЙ" (Горбунов Ю.А., Усынина Г.П., Смирнова Л.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога