The Effect of La on the Microstructure and Mechanical Properties
of the (Al) + Al4(Ca,La) Wrought Alloys

N. V. Letyagin; Летягин Н. В.; T. K. Akopyan; Акопян Т. К.; Z. Nguen; Нгуен З.; T. A. Sviridova; Свиридова Т. А.; A. N. Koshmin; Кошмин А. Н.; A. A. Aksenov; Аксёнов А. А.

doi:10.31857/S0015323022601064

Влияние La на микроструктуру и механические свойства деформированных сплавов на базе системы (Al) + Al₄(Ca,La)

Авторы: Летягин Н.В.¹^,2, Акопян Т.К.¹^,2, Нгуен З.¹, Свиридова Т.А.¹, Кошмин А.Н.¹, Аксёнов А.А.²
Учреждения:
1. Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”
2. Московский политехнический университет
Выпуск: Том 124, № 1 (2023)
Страницы: 84-90
Раздел: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
URL: https://journal-vniispk.ru/0015-3230/article/view/139357
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323022601064
EDN: https://elibrary.ru/KPMIMP
ID: 139357

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Статья посвящена вопросам оптимизации химического состава высокотехнологичных сплавов системы Al3Ca(0.5–2.0)La1.5Mn (мас. %). С использованием передовых методов анализа структуры и фазового состава (электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, термодинамический расчет), а также механических свойств (анализ свойств на растяжение), формирующихся в процессе деформационной обработки, обоснована перспективность снижения концентрации лантана с 2 до 0.5 мас. % в новых сплавах. Изучена эволюция структуры сплавов в процессе термодеформационной обработки. Показано, что в процессе горячей прокатки при 400°С без предварительного отжига слитков удается получить качественные деформированные полуфабрикаты (листы) без поверхностных и краевых дефектов (степень деформации до 90%). Деформационная обработка обеспечивает формирование структуры с равномерно распределенными в алюминиевой матрице включениями эвтектической фазы (Al,Mn)₄(Ca,La), которые обнаруживаются в виде выделений округлой формы субмикронного размера (300 × 150 нм). Кроме того, наблюдается формирование сетки малоугловых границ (субзерен), средний размер субзерен ~1 мкм, по этим границам также обнаруживаются отдельные включения эвтектической фазы. Подобное сочетание структурных характеристик в значительное мере обеспечивает достижение в процессе горячей прокатки благоприятных механических свойств (предел прочности 240–260 МПа, предел текучести 185–205 МПа, относительное удлинение 5.5–9.0% для сплава, содержащего 0.5 мас. % La), сопоставимых со свойствами ранее изученного сплава, содержащего до 2 мас. % лантана.

Ключевые слова

алюмокальциевые сплавы, листовой прокат, эвтектика, термообработка, микроструктура, механические свойства

Список литературы

Dimatteo V., Liverani E., Ascari A., Fortunato A. Weldability and mechanical properties of dissimilar laser welded aluminum alloys thin sheets produced by conventional rolling and Additive Manufacturing // J. Mater. Proces. Tech. 2022. V. 302. P. 117512.
Cui L., Peng Z., Chang Y., He D., Cab Q., Guo X., Zeng Y. Porosity, microstructure and mechanical property of welded joints produced by different laser welding processes in selective laser melting AlSi10Mg alloys // Optics and Laser Technology. 2022. V. 150. P. 107952.
Ascari A., Fortunato A., Liverani E., Gamberoni A. Tomesani L. New possibilities in the fabrication of hybrid components with big dimensions by means of selective laser melting (SLM) // Phys. Procedia. 2016. V. 83. P. 839–846.
Chen L., Wang C., Xiong L., Zhang X., Mi G. Microstructural, porosity and mechanical properties of lap joint laser welding for 5182 and 6061 dissimilar aluminum alloys under different place configurations // Mater. Design. 2020. V. 191. P. 108625.
Белов Н.А., Наумова Е.А., Акопян Т.К. Эвтектические сплавы на основе алюминия: новые системы легирования. М.: Руда и металлы, 2016. 256 с.
Летягин Н.В., Шуркин П.К., Нгуен З., Кошмин А.Н. Влияние термодеформационной обработки на структуру и механические свойства сплава Al3Ca1Cu1.5Mn // ФММ. 2021. Т. 122. С. 873–879.
Naumova E., Doroshenko V., Barykin M., Sviridova T., Lyasnikova A., Shurkin P. Hypereutectic Al–Ca–Mn–Ni) Alloys as Natural Eutectic Composites // Metals. 2021. V. 11. P. 890.
Shurkin P.K., Letyagin N.V., Yakushkova A.I., Samoshina M.E., Ozherelkov D.Yu., Akopyan T.K. Remarkable thermal stability of the Al–Ca–Ni–Mn alloy manufactured by laser-powder bed fusion // Mater. Lett. 2021. V. 285. P. 129074.
Акопян Т.К., Летягин Н.В., Белов Н.А., Кошмин А.Н., Гизатулин Д.Ш. Анализ микроструктуры и механических свойств нового деформируемого сплава на основе ((Al) + Al4(Ca,La)) эвтектики // ФММ. 2020. Т.121. № 9. С. 1003–1008.
Akopyan T.K., Letyagin N.V., Sviridova T.A., Korotkova N.O., Prosviryakov, A.S. New Casting Alloys Based on the Al + Al4(Ca,La) Eutectic // JOM. 2020. V. 72. P. 3779–3786.
Akopyan T.K., Belov N.A., Naumova E.A., Letyagin N.V., Sviridova T.A. Al-matrix composite based on Al–Ca–Ni–La system additionally reinforced by L12 type nanoparticles // Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 2020. № 30. P. 850–862.
Shurkin P.K., Belov N.A., Musin A.F. Aksenov A.A. Novel High-Strength Casting Al–Zn–Mg–Ca–Fe Aluminum Alloy without Heat Treatment // Rus. J. Non-Ferrous Metals. 2020. V. 61. P. 179–187.
Raabe D., Tasan, C.C., Olivetti E.A. Strategies for improving the sustainability of structural metals // Nature. 2019. V. 575. P. 64–74.
Das S.K., Green J.A.S., Kaufman J.G. The development of recycle-friendly automotive aluminum alloys // JOM. 2007. V. 59. P. 47–51.
Das S.K. Designing aluminium alloys for a recycling friendly world // Mater. Sci. Forum. 2006. V. 519–521. P. 1239–1244.
Mondolfo L.F. Aluminium Alloys: Structure and Properties. Butterworths: London, UK. 1976. P. 806–841.
Ternary Alloys: A Comprehensive Compendium of Evaluated Constitutional Data and Phase Diagrams / by eds. Petzow G, Effenberg G. Weinheim: Wiley-VCH, 1990. V. 3. 647 p.
Belov N.A., Naumova E.A., Akopyan T.K. Doroshenko V.V. Phase Diagram of the Al–Ca–Fe–Si System and Its Application for the Design of Aluminum Matrix Composites // JOM. 2018. V. 70. P. 2710–2715.
Shelekhov E.V., Sviridova T.A. Programs for X-ray analysis of polycrystalline // Metal Sci Heat Treatment. 2000. V. 42. P. 309–313.
Cinkilic E., Yan X., Luo A.A. Modeling Precipitation Hardening and Yield Strength in Cast Al–Si–Mg–Mn Alloys // Metals. 2020. V. 10. P. 1356.
Thangaraju S., Heilmaier M., Murty B.S., Vadlamani S.S. On the Estimation of True Hall–Petch Constants and Their Role on the Superposition Law Exponent in Al Alloys // Adv. Eng. Mater. 2012. V. 14. P. 892–897.