Ультрамелкозернистые «магналии» со структурой композиционного типа, обладающие повышенной прочностью и высокоскоростной сверхпластичностью

Промышленные сверхпластичные сплавы на основе системы Al-Mg имеют ряд недостатков, во-первых, это низкий предел текучести при комнатной температуре, уровень которого не отвечает большинству задач техники, во-вторых, низкие скорости сверхпластической формовки и показатели пластичности, не позволяющие использовать метод для среднесерийного производства и получения изделий со сложным и глубоким рельефом. Цель проекта заключается в создании научных основ получения новой группы магналиев, обладающих повышенной прочностью и способностью к высокоскоростной сверхпластической формовке. Основные методы достижения заданного уровня свойств заключаются в формировании стабильной ультрамелкозернистой структуры через комплексное легирование, обеспечивающее оптимальную гетерогенность микроструктуры путем создания структуры композиционного типа и реализацию методов интенсивной пластической деформации. По результатам Проекта 2017 выявлены критерии выбора химического и фазового составов сплавов, требования к легирующим элементам и их концентрационные границы, определены режимы термомеханической обработки, обеспечивающие сплавам структуру композиционного типа с высокой плотностью и бимодальным распределением микронных и наноразмерных частиц, определены основные критерии достижения заданного уровня свойств. Были получены результаты, отличающиеся высокой степенью оригинальности и новизны, что позволило заложить фундамент для создания новой группы алюминиевых сплавов с улучшенным комплексом свойств. В Проекте 2020 стоит несколько новых дополняющих задач решение которых необходимо для достижения цели проекта. Будет установлено влияние параметров микроструктуры новых сплавов на вклады действующих механизмов сверхпластической деформации. Будут усовершенствованы технологические режимы получения заготовок новых сплавов с использованием в технологическом цикле метода всесторонней ковки. Важные для реализации сверхпластической формовки задачи поставлены в части анализа деформационного поведения сплавов и использования в качестве инструмента методов математического и имитационного моделирования, с разработкой использующих классические феноменологические подходы и искусственные нейронные сети верифицированных моделей, учитывающих формоизменение образца при одноосном растяжении и особенности двухосной деформации. Разработанные модели будут применены для проектирования технологических режимов высокоскоростной сверхпластической формовки и получения с ее помощью модельных деталей сложной геометрии. На основании обобщения и детального анализа установленных закономерностей формирования и эволюции микроструктуры в процессе получения заготовок и при сверхпластической деформации в условиях одноосного и двухосного растяжения, анализа связи действующих механизмов высокоскоростной сверхпластической деформации с параметрами микроструктуры новых сплавов, будет проведена корректировка рекомендаций к составам новых сплавов, технологиям их обработки и формообразования изделий, обеспечивающих регламентируемый уровень механических и технологических свойств, будут оптимизированы и запатентованы конкретные составы новых сплавов/сплава на основе системы Al-Mg, обладающих высокой прочностью (предел прочности не менее 450 МПа) и высокоскоростной сверхпластичностью (скорость деформации от 0,01/с). Научные результаты будут опубликованы в 9 научных статьях, входящих в базы WOS и Scopus, обнародованы в виде 4 докладов на научных конференциях, будет подана как минимум одна заявка на патент (РИД).