Обоснование выбора скандия для микролегирования и модифицирования высокопрочных алюминиевых сплавов

Abstract

RU: Цель. Обоснование выбора скандия для микролегирования и модифицирования высокопрочных алюминиевых сплавов. Методика. Материалом исследования служил высокопрочный алюминиевый сплав В96Ц1 системы Al-Zn-Mg-Cu. Микролегирующим и модифицирующим элементом выбран скандий. Изучены диаграмма состояния Al-Sc, физико-механические свойства Sc. Приведены режимы термической обработки сплава В96Ц1 с 0,3% Sc. Изучены структура и механические свойства модифицированного сплава. Результаты. Проведенный комплекс исследований подтвердил модифицирующее действие Sc в Al-расплаве, отработана технология ввода Sc в расплав, оптимизировано количество Sc. На основе анализа диаграммы состояния Al-Sc выбраны температуры гомогенизации, закалки и старения алюминиевого сплава В96Ц1 с оптимизацией скорости охлаждения заготовок. В модифицированных заготовках достигнуто измельчение зерна в 2,5 раза и повышение прочностных свойств сплава. Научная новизна. Для алюминиевого сплава В96Ц1 обоснован выбор Sc как микролегирующего и модифицирующего элемента с точки зрения соответствия его физико-химической природы и свойств сплавам на основе алюминия. Практическая значимость. Установление технологии ввода скандия в расплав и температурно-временных параметров термической обработки заготовок позволило получить дисперсную структуру и высокий комплекс механических свойств сплава В96Ц1.

UK: Мета. Обґрунтування вибору скандію для мікролегування і модифікування високоміцних алюмінієвих сплавів. Методика. Матеріалом дослідження слугував високоміцний алюмінієвий сплав В96Ц1 системи Al-Zn-Mg-Cu. Мікролегуючим і модифікуючим елементом обраний скандій. Вивчені діаграма стану Al-Sc, фізико-механічні властивості Sc. Приведені режими термічної обробки сплаву В96Ц1 з 0,3% Sc. Вивчена структура і механічні властивості модифікованого сплаву. Результати. Проведений комплекс досліджень підтвердив модифікуючу дію Sc в Al-розплаві, відпрацьована технологія введення Sc в розплав, оптимізовано кількість Sc. На основі аналізу діаграми стану Al-Sc обрані температури гомогенізації гарту і старіння алюмінієвого сплаву В96Ц1 з оптимізацією швидкості охолодження заготовок. В модифікованих заготовках досягнуто подрібнення зерна в 2,5 рази і підвищення міцності властивостей сплаву. Наукова новизна. Для алюмінієвого сплаву В96Ц1 обґрунтований вибір Sc як мікролегуючого і модифікуючого елемента з точки зору відповідності його фізико-хімічної природи і властивостей сплавів на основі алюмінію. Практична значимість. Встановлення технології введення скандію в розплав і температурно-часових параметрів термічної обробки заготовок дозволило отримати дисперсну структуру і високий комплекс механічних властивостей сплаву В96Ц1.

EN: Purpose. The substantiation of the scandium selection for microalloying and modifying of high-strength aluminum alloys. Methodology. The material of the study was a high-strength aluminum alloy V96Z1 of the Al-Zn-Mg-Cu system. Scandium was chosen as a microalloying and modifying element. The Al-Sc state diagrams and the physical-mechanical properties of Sc was studied. The modes of heat treatment of alloy V96Z1 with 0.3% of Sc were given. The structure and mechanical properties of the modified alloy were studied. Results. The carried out complex of studies confirmed the modifying effect of Sc in the Al-melt, the injection technology of Sc into the melt has been worked out, the amount of Sc was optimized. Based on the analysis of the Al-Sc state diagrams, the homogenization temperatures of aluminum alloy V96Z1 quenching and aging with optimization of the bars cooling rate were chosen. The grinding of grain in 2.5 times was achieved in the modified blanks, and the strength properties of the alloy were increased. Originality. The substantiation of Sc as a microalloying and modifying element for the aluminum alloy V96Z1 is justified from the point of view of its physico-chemical nature conformity and aluminum-based alloys properties. Practical value. Establishing the technology of scandium injection into the melt and the temperature-time parameters of the bars thermal processing made it possible to obtain a dispersed structure and a high complex of the alloy V96Z1 mechanical properties.