ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.771
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-4-61-70
Аннотация
Катаные высокие плиты из сплава АК4-1ч являются одними из распространенных полуфабрикатов авиационного назначения. Одной из проблем их производства является низкий уровень относительного удлинения и неоднородность структуры в высотном направлении плиты. Цель данной работы – получение стабильного уровня механических свойств, а также повышение значений относительного удлинения и уменьшение неоднородности струтуры в высотном направлении плит толщиной 40-80 мм из сплава АК4-1ч посредством корректировки режимов горячей прокатки в условиях АО «Каменск-Уральский металлургический завод». В результате исследования механических свойств плит толщиной 40-80 мм, изготовленных по традиционной технологии, выявлено, что средние значения прочностных свойств независимо от направления отбора образцов имеют значительный запас относительно требований стандарта. Средние значения относительного удлинения в поперечном и продольном направлениях для данных плит также имеют значительный запас. В высотном направлении среднее значение относительного удлинения превышает требование стандарта только на 20%. Посредством исследования макроструктуры образца с пониженным значением относительного удлинения в центре его поперечного сечения обнаружена светлая область. Посредством исследования микроструктуры данного образца установлено, что светлая область имеет более крупный размер зерна, чем периферия (разница 20%). Оптимизация горячей прокатки, а именно корректировка схемы обжатий и величины относительного обжатия в каждом проходе, привела к повышению уровня механических свойств плит, в том числе и относительного удлинения в высотном направлении, а также к уменьшению неоднородности структуры.
Ключевые слова
сплав АК4-1ч, прокатка плит, механические свойства, относительное удлинение, структура
Для цитирования
Определение оптимальных режимов горячей прокатки плит из алюминиевого сплава АК4-1ч / Глинских П.И., Замараева Ю.В., Яковлев С.И., Завалий Е.А. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №4. С. 61-70. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-4-61-70
1. Яковлев С.И., Завалий Е.А., Замараева Ю.В. Оптимизация технологии производства плит из алюминиевого сплава 7475 // Технология легких сплавов. 2023. № 4. С. 79-87.
2. Логинов Ю.Н., Головнин М.А., Снегирев И.В. Статистический анализ механических свойств плоского проката из алюминиевого сплава системы AlCu-Mg-Fe-Ni // Технология легких сплавов. 2017. №1. С. 29-34.
3. Особенности структуры и свойств ковано-катаных плит из конструкционного алюминиеевого сплава системы Al-Mg-Cu / Е.Ф. Волкова, И.В. Мостяев, А.А. Алиханян и др. // Технология легких сплавов. 2022. № 4. С. 26-35.
4. Оптимизация режимов искусственного старения кованых и катаных полуфабрикатов из жаропрочного алюминиевого сплава АК4-1ч / А.А. Селиванов, К.В. Антипов, А.И. Асташкин и др. // Труды ВИАМ. 2018. № 4. С. 9-19.
5. Özbek I. A study on the re-solution heat treatment of AA 2618 aluminum alloy // Materials Characterization. 2007, vol. 58(3), pp. 312-317.
6. Антипов В.В. Перспективы развития алюминиевых, магниевых и титановых сплавов для изделий авиационно-космической техники // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 186-194.
7. Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю., Романенко В.А. Современные алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 195-211.
8. Микроструктура слитка сплава АК4-1ч и ее наследственное влияние на структуру катаной плиты / В.В. Телешов, Л.Г. Березин, Л.С. Осокин и др. // Цветные металлы и сплавы. 1997. № 11-12. С. 93-98.
9. Телешов В.В. Развитие конструкционных деформируемых алюминиевых сплавов систем Al–Cu и Al–Cu–Mg для длительной работы при повышенных температурах // Технология легких сплавов. 2009. № 4. С. 6-31.
10. Williams J., Starke E. Progress in structural materials for aerospace systems // Acta Materialia. 2003, vol. 51(19), pp. 5775–5799.
11. Компьютерное моделирование процесса получения штампованной заготовки из сплава АК4-1 для поршня двигателя внутреннего сгорания / И.Л. Константинов, Д.Г. Потапов, С.Б. Сидельников и др. // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2020. № 6. С. 24-31.
12. ОСТ 1 90117-83. Плиты авиационные из алюминиевого сплава марки АК4-1ч. М.: Изд-во стандартов, 1983.
13. Прочность и усталость ультрамелкозернистого алюминиевого сплава АК4-1 / Р.К. Исламгалиев, К.М. Нестеров, Э.Д. Хафизова и др. // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2012. № 8(53). С. 104-109.
14. Mesoscopic analysis of fatigue strength property of a modified 2618 aluminum alloy / L. Zeng, Z. Li, R. Che et al. // International Journal of Fatigue. 2014, vol. 59, pp. 215-223.
15. Телешов В.В. Развитие технологии производства плит из жаропрочного деформируемого алюминиевого сплава АК4-1 в связи с их структурой и механическими свойствами. Ч. 2. Особенности структуры плоских слитков и прокатанных из них плит // Технология легких сплавов. 2014. № 4. С. 6-22.
16. ОСТ 1 90048-90. Сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. М.: Изд-во стандартов, 1990.
17. Телешов В.В. Развитие технологии производства плит из жаропрочного деформируемого алюминиевого сплава АК4-1. Ч. 3. Влияние состава сплава и некоторых параметров технологии на механические свойства при растяжении и электрические характеристики полуфабрикатов // Технология легких сплавов. 2015. № 1. С. 8-26.
18. ГОСТ 1497-73 Металлы. Методы испытаний на растяжение. М.: изд-во стандартов, 2011.
19. Типовые дефекты в слитках и полуфабрикатах из алюминиевых сплавов / Разинкин А.В., Мальцева Т.В., Овсянников Б.В., Левина А.В. Екатеринбург: Уральский рабочий, 2023.
20. Пат. 16291118 СССР, МПК B21В3/00. Способ горячей прокатки плит из алюминиевых сплавов / В.М.Чертовиков, И.М. Меерович, В.К. Орлов, В.И. Попов, Н.И. Беспутин; заявитель и патентообладатель Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А.И. Целикова. № 4629824/02; заявл. 28.11.1988; опубл. 23.02.1991.