Отчет о научно-исследовательской работе по теме ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОПРОЧНЫХ И ТЕРМОСТОЙКИХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ АЛIОМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, НЕ ТРЕБУЮЩИХ ГОМОГЕНИЗАЦИИ И ЗАКАЛКИ (промежуточный, этап 1)

Расчетным методом с использованием программы Thermo-Calc были построены фрагменты фазовых диаграмм системы Al–Cu–Mn–Fe–Si–Mg–Zn в области алюминиевого угла при 2 %Cu, 1,5 %Mn и переменных концентрациях остальных элементов: до 3 % Mg, до 3 % Zn, до 1 % Fe, до 1 % Si. Были рассчитаны политермические и изотермические сечения, а также фазовый состав отобранных сплавов при температурах в интервале от 300 ℃ до 500 ℃, включая расчет температур ликвидуса и солидуса, а также растворимостей элементов в алюминиевом твердом растворе – (Al). Установлено, что наличие Fe, Si, Mg и Zn значительно усложняет фазовый состав по сравнению с базовой композиции Al–2%Cu– 1,5%Mn. Экспериментально изучено раздельное и совместное влияние магния и цинка в количестве до 2 масс. % на структуру, фазовый состав и механические свойства горячекатаных и холоднокатаных листов базового сплава Al-2%Cu-1,5%Mn. Были определены механические свойства холоднокатаных листов в исходном состоянии (ХП) и после одноступенчатых 3-часовых отжигов при 350 °С (ХП350) и 400 °С (ХП400). Показано, что в состоянии ХП добавление Fe, Si, Mg и Zn повышает предел прочности и предел текучести, при этом относительное удлинение остается на таком же низком уровне, как и у базового сплава. Отжиг снизил прочность и повысил пластичность всех сплавов, несмотря на разный фазовый состав и микроструктуру. С использованием расчетных и экспериментальных методов обоснован состав сплава Al–4%Cu–3%Mn (обозначенный 4Cu3Mn) применительно к получения длинномерных заготовок диаметром около 10 мм методом литья в электромагнитный кристаллизатор (ЭМК). Установлено, что использование режимов с промежуточными отжигами при 350 ℃ и 425 ℃ (состояния 350S и 425S) позволяет получить годные ленты путем холодной прокатки. На основе результатов, полученных на лентах, выли выбраны режимы ДТО получения проволоки из литых ЭМК прутков сплава 4Cu3Mn. Было опробовано 2 режима, по обоим режимам была получена бездефектная проволока.