Механические свойства магниевых сплавов, полученных по технологии, включающей быструю кристаллизацию и последующее компактирование

Л.Л. Рохлин1, Т.В. Добаткина1, И.Г. Королькова1, Е.А. Лукьянова1
1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им.А.А. Байкова Российской академии наук, Ленинский проспект 49, Москва, 119991, Россия
Аннотация
Изучены структура и механические свойства магниевых сплавов, содержащих алюминий, кальций и редкоземельные металлы (Y, Nd, La,Yb), которые были получены методом экструзии брикетов, изготовленных из лент быстрозакристаллизованных сплавов. Ленты магниевых сплавов получены путем закалки из жидкого состояния методом литья на внешнюю боковую поверхность быстро вращающегося медного диска в атмосфере гелия, что обеспечивало высокую скорость охлаждения при затвердевании сплавов 106К/с. Брикеты изготаливались при комнатной температуре. Большая часть из них была дополнительно подвергнута перед экструзией осадке при температуре 150-200 оС с целью их уплотнения. Полученные заготовки экструдировали в прутки диаметром 4,3 мм со степенью вытяжки 16 при температуре 350-430ºС в зависимости от состава сплава. Фрактографические исследования мест рарушения полученных прутков при растяжении показали отсутствие пор, которые могли бы быть обусловлены методом их получения. Исследование микроструктуры прутков методами световой и просвечивающей электронной микроскопии показало, что структура сплавов после экструзии является гетерогенной с весьма дисперсными частицами вторых фаз. Размер зерна как в быстрозакристаллизованных лентах, так и в компактных материалах составлял 1-2 мкм. В структуре лент и прутков сплавов, содержащих редкоземельные металлы иттрий и неодим совместно с алюминием, присутствуют кристаллы вторых фаз Mg24Y5 или Mg12Nd, выделившиеся из магниевого твердого раствора при экструзии, и более крупные закристаллизовавшиеся из жидкого состояния фазы Al2Y или Al2Nd. Наличие этих интерметаллических соединений в структуре этого материала в значительном количестве приводит к снижению его пластичности. Использованние описанной технологии получения и обработки магниевых сплавов позволяет повысить уровень их прочностных свойств до 500 МПа, что является результатом измельчения структурных составляющих с сохранением их размеров при дальнейших технологических нагревах и пересыщения магниевого твердого раствора с последующим его распадом.
Принята: 28 мая 2015
Просмотры: 87   Загрузки: 20
Ссылки
1.
J. Cai, G. C. Ma, Liu Z., H. F. Zhang, A. M. Wang, Z. Q. Hu. Materials Science and Engineering A. 456, 364—367 (2007).
2.
A. Elsayed, K. Konndoh, H. Imai, J. Umeda. Materials and Design. 31, 2444—2453 (2010).
3.
L. L. Rokhlin. Magnesium alloys containing rare earth metals. London-New York. Taylor and Francis. (2003) 245 p.
4.
H. Matyja, B. C. Giessen, N. J. Grant. J. Inst.Metal. 96, 30—32 (1968).
5.
L. L. Rokhlin, V. V. Kuleshov, T. V. Dobatkina, I. G. Korolkova. Russian Patent № 2035261. A method for producing of semi-finished products of quickly crystallized magnesium alloys. (in Russian) [Л. Л. Рохлин, В. В. Кулешов, Т. В. Добаткина, И. Г. Королькова. Способ получения полуфабрикатов из быстрозакристаллизованных магниевых сплавов. Патент РФ № 2035261.]
6.
Handbook of structural materials. Ed. By B. N. Arzamasov, T. V. Solov’eva. BMSTU (2005) 640 p. (in Russian) [Справочник по конструкционным материалам. Под. ред. Б. Н. Арзамасова, Т. В. Соловьевой. М. МГТУ им. Н. Э. Баумана (2005) 640 с.]
7.
T. V. Dobatkina, M. E. Drits, I. G. Korol'kova, L. L. Rokhlin. Izvestiya AN USSR. Metals. 1, 190—194 (1988). (in Russian) [Т. В. Добаткина, М. Е. Дриц, И. Г. Королькова, Л. Л. Рохлин. Изв.АН СССР. Металлы. 1, 190—194 (1988).]
8.
L. L. Rokhlin, T. V. Dobatkina, I. G. Korolkova. Rus. Met. 2, 152—156 (1994). (in Russian) [Л. Л. Рохлин, Т. В. Добаткина, И. Г. Королькова. Металлы. 2, 152—156 (1994).]
9.
Phase diagrams of binary metallic systems. Handbook in 3d V., ed. by N. P. Lyakishev. Mashinostroenie. 1, 167—170 (1996). (in Russian) [Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник в 3 т. Под. ред. Н. П. Лякишева М. Машиностроение (1996), 167—170.]
10.
Ternary Alloys. A comprehensive compendium of evaluated constitutional data and phase diagrams, ed. by G. Effenberg, F. Aldinger, L. Rokhlin. 16 (1999) 638 p.