Введение к работе
Актуальность работы. Одним из возможных способов производства деталей сложной формы является сверхпластическая формовка (СПФ), позволяющая производить такие'детали из листовых заготовок под действием небольшого газового давления.
В данной работе в качестве объекта исследования был выбран промышленный алюминиевый сплав Д19 системы А1 - Си - Mg - Мп. достаточно широко используемый ,в авиационной промышленности для обшивки летательных аппаратов, в частности для обиивки корпуса самолета ЯК-42. Саратовским авиационным заводом совместно с НИАТ была выдвинута идея о получении методом СПФ детали "губа воздухозаборника" для ЯК-42, которая изготавливается обычно из нескольких частей путем их клепки. Методы СПФ позволяют получать цельные детали такого типа. По оценочным расчетам, замена клепанной детали на цельную позволила бы экономить, за счет повышения аэродинамических качеств машины, около 5 - 7 X горючего.
До настоящего времени сверхпластичность (СП) сплава Д19 не исследовалась. К моменту начала данной работы имелись экспериментальные данные о получении СП листов из промышленного алюминиевого сплава Д20 системы А1 - Си - Мп. Так как сплав Д19 является структурным аналогом сплава Д20 и содеркит ту же марганцовистую Т-фазу (Al1CuMne), стабилизирующую структуру в процессе сверхпластической деформации (СПД). было выдвинуто предположение о возможности получения сверхпластичных листов из сплава Д19 и изготовления из них детали методом СПФ.
Цель работы составляла разработка технологической схемы получения СП листовсплава Д19 и изучение изменений структуры и
- 4 -свойств в процессе СПЛ.
Для достижения цели работы были поставлены следующие чьсгьио задачи, включающие изучение:
\. Влияния состава в пределах марки сплава Д19 на формирование ультр&челкого зерна (УМЗ) и показатели СП.
-
Влияния на показатели СП и формирование УИЗ процессов литья, гетерогенизации, холодной прокатки и режима рекристаллнза-ционного отаига.
-
Возможности получения листов сплава Д19 разнт-шоя толщины ?.- состоянии СП. изготовления детали из сплава Д19 методом СПФ с 1:^льй определить уровень механических свойств после СГШ
.4. Поцессов изменения размера н формы зерен во время СПД.
5. Развития пористости в процессе СГШ.
8. Действующих при СПД механизмов деформации.
Научная новизна рдроды, Исследованиями структурных изменений и изменений поверхностного рельефа после сверхпластической деформации листов сплава Д19, полученных по предложенной з работе технологии, установлено, что высокие показатели сверхпластичяости этих листов обусловлены повышенной стабильностью зеренной структуры сплава, сочетающейся с небольЕОЙ. Бытянутостыз этих зерен (коэффициент вытянутости равен 1.3) и слабым развитием пористости при оптимальных условиях деформации [е»1*1(Г4 с"1, 490 С). При увеличении скорости деформациина порядок или снижении температуры На 15 С зерно укрупняется быстрее раньше появляются поры, что приводит к снижению относительного удлинения.
Показано, что при сверхпластической деформации листов сплава Д19 зєрногршшчное скольжение развито слабо, его вклад в обаую поперечную деформацию в оптимальных условиях (е»1*1СГ4 с"1. 4S0
-5-С) не превышает 8 %. что и объясняет слабое развитие гористости, а сверхпластическая деформация осуществляется внут'ризеренным дислокационным скольжением в теле зерен и в приграничной' мантии, вклад его в общув деформацию составляет около 30 %, и диффузионной ползучестью, которая проявляется в оОразовании зон, свободных от выделений на поперечных границах зерен и скоплений частиц на продольных, а так яе в образовании отростков на частицах S-фазц (AlCuMgz) вдоль гггниц зерен алюминиевой матрицы.
Сохранение формы и размеров зерен обеспечивается непрерывной динамической рекристаллизацией, которая выявлена по формированию поперечных суб- и высокоугловых границ и по периодическому образованию фракций новых мелких зерен.
Практическая реализация работы . Лабораторными исследованиями технологии получения сверхпластичных листов из сплава Д19 установлено, что измельчению зерна, обеспечивающему высокие показатели сверхпластичности способствуют повышенные скорости охлаждения при литье слитков, увеличение содержания Mg в пределах марки, двухступенчатая гомогенизация, проведение гетерогёнизационного отжига после . горячей прокатки, холодная деформация с наклепом больше 80 % и рекристаллизашонкый отжиг со скоростным нагревом в селитре. На основании проведенных исследований были сформулированы " Основные требования к технологии производства сверхпластичных листов (неплакированных) из сплава Д19" . на базе которых было разработано техническое задание на опробование технологии получения сверхпластичных листов из сплава Д19. В условиях завода ВИЛС совместно с НИАТом была получена партия листов толщиной 1 -3 мм с высокими показателями сверхпластичности.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на
'международной конференции'"Superplaatlclty In Advanced Materials" (ICSAM-94), Г. Москва, 1994 г.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и приложения, содержит 92 страницы машинописного текста, 45 рисунков, 15 таблиц, список литературы, включающий 114 наименований.
Похожие диссертации на Разработка технологической схемы получения сверхпластичных листов из сплава Д19 и исследование изменений структуры в процессе СПД
