Влияние чистоты металла и степени холодной деформации на структуру и свойства листов и плит из алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg
Диссертация
Автор: Берстенев, Владимир Владимирович
Название: Влияние чистоты металла и степени холодной деформации на структуру и свойства листов и плит из алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg
Справка: Берстенев, Владимир Владимирович. Влияние чистоты металла и степени холодной деформации на структуру и свойства листов и плит из алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg : диссертация кандидата технических наук : 05.03.05 Самара, 2004 82 c. : 61 04-5/2252
Объем: 82 стр.
Информация: Самара, 2004
Содержание:
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ВЛИЯНИЮ ЧИСТОТЫ МЕТАЛЛА И СТЕПЕНИ ХОЛОДНОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЛИСТОВ И ПЛИТ из АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Cu-Mg
11 Химический и фазовый состав сплавов системы Al-Cu-Mg
12 Закономерности изменения свойств в системе Al-Cu-Mg
13 Термическая обработка
14 Полигонизация
15 Первичная рекристаллизация
16 Собирательная рекристаллизация
17 Разнозернистость и ее влияние на свойства листов из сплава Д16ч толщиной 4,5 мм
18
Выводы Цель работы, задачи исследования
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЧИСТОТЫ МЕТАЛЛА НА СВОЙСТВА ЛИСТОВ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Cu-Mg
21 Методика исследования
22 Микроструктура образцов листов в закаленном и состаренном состоянии
23 Изменение механических свойств листов при солнечном нагреве
24 Испытания на выносливость
25
Выводы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЧИСТОТЫ МЕТАЛЛА НА СВОЙСТВА ПЛИТ ИЗ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Cu-Mg
31 Методика исследования
32 Макро и микро структура катанных и ковано-катаных плит
33 Механические свойства плит после естественного и искусственного старения
34 Выносливость и вязкость разрушения плит
35
Выводы
4 ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ХОЛОДНОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ОТЖИГОВ НА ВЕЛР1ЧИНУ ЗЕРНА
41 Методика исследования
42 Влияние степени холодной деформации на величину зерна
43 Влияние отжигов на величину зерна
44
Выводы
Введение:
Актуальность работы Обшивка фюзеляжей и нижняя поверхность крыльев всех российских и зарубежных пассажирских и транспортных самолётов изготавливается из листов и плит сплавов типа дуралюмин (системы Al-Cu-Mg). Эти сплавы обладают средней прочностью, но высокой вязкостью разрушения (Кс) и малой скоростью развития усталостных трещин (СРТУ). Эти качества очень важны для фюзеляжей и крыльев самолёта, испытывающих динамические и акустические нагрузки от работы двигателей, повторные нагрузки при полётах в неспокойном воздухе, кроме того, при каждых взлётах и понижении внешнего атмосферного давления фюзеляжи раздуваются и при посадках снова сжимаются, что создаёт дополнительные нагрузки на фюзеляж и его обшивку.Необходимо также учитывать, что ресурс современных пассажирских и транспортных самолётов достигает 60 000 часов. В календарном году 8 760 часов, т.е. суммарное время пребывания самолёта в воздухе равно примерно семи годам. Естественно, что к обшивкам фюзеляжа, растянутым поверхностям крыльев предъявляется комплекс требований, гарантирующих надёжную работу, в том числе обеспечение мелкого зерна. В технических условиях этот пункт формулируется так - при визуальном наблюдении зерно не должно быть видно, в практике, зерно не обнаруживается при его величине менее 100 - 200 мкм.Реально в России листы и плиты для обшивки фюзеляжей и нижней поверхности крыльев изготавливаются из сплавов Д16, Д16ч и 1163. Помимо меди и магния в этих сплавах присутствует марганец, в качестве антирекристаллизатора, и неизбежные примеси, в частности железо и кремний.Эти примеси оказывают значительное влияние на технологические и эксплуатационные характеристики сплавов, в особенности на Кс (вязкость разрушения). Поэтому представляется важным определить допустимое содержание этих примесей.Листы поставляются после закалки и старения (обозначение Т), либо в отожжённом состоянии (М - мягкий), плиты, как правило, только в закалённом и состаренном состоянии, их толщина меняется в пределах 15 — 80 мм.В последние годы обострилась проблема крупного зерна, появляющегося на поверхности обшивочных листов из сплавов Д16ч и 1163, приводя к массовому браку. Такая структура обнаруживается невооружённым глазом, она приводит к ухудшению, как эксплуатационных свойств, так и технологичности листов при формообразовании из них деталей методом пластической деформации, приводя к шероховатости поверхности, так называемой апельсиновой корке.Цель работы Комплексное исследование влияния различных факторов металлургического производства и чистоты металла, химического и фазового составов конструкционных сплавов Д16, Д16ч и 1163, сочетания разных степеней холодной деформации с различными типами отжигов и окончательной термической обработки на формирование зеренной структуры, обеспечивающей высокое качество листов и плит и мелкое зерно в готовых листах, производимых в закалённом и отожжённом состояниях.Научная новизна работы Комплексное исследование влияния чистоты металла, химического и фазового состава сплавов Д16, Д16ч и 1163 в сочетании со степенью холодной деформации и режимами отжигов на свойства плит и листов и величину зерна обшивочных листов для фюзеляжей самолётов.1. Изучены эксплуатационные характеристики и влияние солнечного нагрева на свойства плит и листов сплавов Д16 и Д1бч.2. Исследовано влияние степени холодной деформации при прокатке листов на величину зерна и установлена оптимальная граница деформации, необходимая для получения мелкого зерна.3. Изучены закономерности влияния температуры и продолжительности режимов различных технологических отжигов на величину зерна, установлена температурная граница отжигов, разделяющая области мелкого и крупного зерна.Практическая ценность 1. Показана практическая возможность использования сплавов Д16ч и 1163 определённого химического и фазового состава для получения листов и плит с высокими эксплуатационными характеристиками, обеспечивающими их надёжное применение для низа крыла самолётов и обшивки фюзеляжей.2. Установлены деформационные и температурно-временные режимы производства листов, обеспечивающие образование мелких зёрен при поставке листов в отожжённом состоянии (М) в соответствии с требованиями стандартов.3. Подтверждены температурно-временные режимы закалки, обеспечивающие получение листов с мелким зерном в состоянии после закалки и старения (Т).4. На защиту выносятся следующие научные результаты и положения: - установлены закономерности влияния химического и фазового состава алюминиевых сплавов Д 16ч и 1163 на величину зерна в обшивочных листах: - установление степени деформации при холодной прокатке листов, выше которой создаются условия для получения мелкого зерна: - установление температурной границы отжигов, выше которых происходит интенсивный рост скорости зарождения центров (с.з.ц.) рекристаллизации зёрен и обеспечивается образование мелких зёрен в листах, поставляемых в отожжённом состоянии (М); увеличение времени выдержки усиливает эту тенденцию; - закономерности образования зёрен в листах, поставляемых в закалённом и состаренном состоянии (Т).Апробация работы Диссертация в целом представляет собой обобщение материалов, опубликованных работ. Материалы неоднократно обсуждались на технических совещаниях предприятий авиационной промышленности и на международных конференциях по алюминиевым сплавам. По теме диссертации опубликованы четыре научные работы.Публикации 1. Fridlyander J.N., Tkachenko Е.А., Berstenev V.V., Cherepok G.V., Latushkina L.V., a.o. Effect of Microstmcture on the Cracking Resistance Characteristics High-Strength Alloy: Proceedings of The 7-th International Conference Aluminium alloy (ICAA-7), Charlottesville, Virginia, USA, v.3 (2000).2. Fridlyander J.N., Gmshko O.E., Berstenev V.V., Sheveleva L.M., Ivanova L.A.: Influence of Continuous and Discontinuous Recrystallization on the Properties of Cold-Rolled Sheets from Aluminium Alloys: Proceedings of The 8-th International Conference Aluminium alloy (ICAA-8), Cambridge, UK, v.3 (2002).3. Фридляндер И.Н., Систер В.Г., Грушко O.E., Берстенев В.В. Алюминиевые сплавы - перспективный материал для автомобилестроения. МиТОМ №9, 2002 с.З -10.4. Фридляндер И.Н., Берстенев В.В., Ткаченко Е.А., Головизнина Г.М., Ланцова Л.П. Влияние термической обработки и деформации на величину зерна и механические свойства сплавов типа дюралюмин (А1Cu-Mg). МиТОМ, №6,2003.Структура и объём работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, содержащего 53 наименование. Диссертация изложена на 82 страницах текста, содержит 32 рисунка и 23 таблицы. / /
|
