Исследование формирования физико-механических свойств и микроструктуры при литье и термомеханической обработке новых алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mn-Mg, в том числе с комплексными добавками переходных металлов (Sc, Zr, Hf).

На текущем этапе проекта были исследованы сплавы системы АЛТЭК (Al-Cu-Mn-Mg) с добавками Sc, Hf и Zr в литом состоянии, а также после гомогенизации. В качестве базовой была взята уже изученная система Al-Cu-Mn, в которой диапазоны содержания элементов варьировались для Cu 2-3% и Mn 1,5-2%. Это было сделано для того, чтобы было удобно сравнивать результаты, полученные для новых систем легирования. Основная сфера использования данных сплавов – электротехника. Кроме того, были взяты сплавы Al-Cu-Mn с содержанием магния 0,2 %, 0,5 % и 1 %, который вводился для дополнительного твердорастворного упрочнения. Потенциальные сферы применения данных сплавов – электротехника и аэрокосмическая промышленность. В Al-Cu-Mn-Mg, в свою очередь, были добавлены в различных сочетаниях малые добавки Sc, Hf и Zr, необходимые для выделения упрочняющих частиц типа Al3(ScHfZr). Сплавы исследовались с помощью сканирующей и просвечивающей микроскопии, в них определялась электропроводность и микротвердость (как в литом состоянии, так и их изменения в ходе гомогенизации), также были проведены расчеты в TERMOCALK. Исследования еще раз подтвердили, что для сплавов Al-Cu-Mn гомогенизация не нужна, в то же время для сплавов Al-Cu-Mn-Mg вопрос не столь однозначен. При высокой скорости охлаждения предварительный нагрев для них не требуется, однако при литье в стальной кокиль в них возникают неравновесные частицы Al2CuMg, что вызывает необходимость предварительного нагрева при температуре 4500С и 8 часов выдержки. Следует отметить, что положительным результатом такого нагрева является выделение полезной термостабильной фазы Al20Cu2Mn3, способствующей подавлению процессов возврата и рекристаллизации. Для сплавов, содержащих Sc, Hf и Zr для выделения наночастиц Al3(Sc,Hf,Zr) так же необходим предварительный нагрев 4500С (или двухступенчатый 3700С 4 часа + 4500С 8 часов), кроме того, в ходе такой обработки происходит выделение Al20Cu2Mn3. Стоит отметить, что в сплавах, содержащих магний, слишком высокая температура гомогенизации, например 5000С, будет способствовать выделению Al2CuMg, поэтому ее следует избегать. Необходимо отметить, что частицы Al3(Sc,Hf,Zr) дают хороший упрочняющий эффект, что подтверждается ростом микротвердости, однако в исследуемых концентрациях они не приводят к образованию первичных интерметаллидов и измельчению зерна. Поэтому в следующем году будут исследованы концентрации, способные к измельчению литой структуры. По итогам работ принято в печать две статьи в журналы, индексируемые в RSCI, ВАК и РИНЦ