Thermal expansion of Al-Cu alloys after conditioning and heat treatment

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

There is a huge amount of works on the study of the invar effect including alloying of iron-nickel bases by all the available elements of the periodic table, including precious metals ( Pt, Pd ). However, the secret of the invar effect is still not clear. The effect of copper on the linear expansion of commercial purity aluminum A7 was studied previously. The results obtained led to the conclusion that it can be reasonable to use copper to produce light alloys with controlled thermal expansion. The mechanism of the thermal expansion of as-cast and deformed Al-Cu alloys depends on the melt conditioning and heat treatment. The melt conditioning is presented by the water steam purging. It is found that the melt conditioning leads to anomalies, which are reflected in the reduction of thermal expansion of the alloys of interest. Further heat treatment leads to the development of anomalies. It is shown that the hot plastic deformation significantly affect the temperature coefficient of linear expansion (TCLE, α) aluminum-copper alloys and the effect increases with copper content increasing. The possibility of application of the discovered mechanism to create a new invar alloys, differing by a low specific weight and lower cost is investigated.

About the authors

V. K Afanas'ev

Siberian State Industrial University

Email: in_afanaseva@mail.ru
42, Kirov st., Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

M. A Malyuh

Siberian State Industrial University

Email: malyuh_ma@umu.sibsiu.ru
42, Kirov st., Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

M. V Popova

Siberian State Industrial University

Email: m.popova@rdtc.ru
42, Kirov st., Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

V. A Leis

Siberian State Industrial University

42, Kirov st., Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

S. V Dolgova

Siberian State Industrial University

Email: sv_dolgov@mail.ru
42, Kirov st., Novokuznetsk, 654007, Russian Federation

References

  1. Материаловедение и технология материалов: учебное пособие / под ред. А.И. Батышева, А.А. Смолькина. - М.: Инфра-М, 2012. - 288 с. - (Высшее образование). - ISBN 978-5-16-004821-5.
  2. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. - М.: Наука, 1974. - 424 с.
  3. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. В 2 т. Т. 2: пер. с англ. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 670 с. - (Лучший зарубежный учебник). - ISBN 978-5-94774-372-2. - ISBN 978-5-94774-374-6.
  4. Таблицы физических величин: справочник / под ред. И.К. Кикоина. - М.: Атомиздат, 1976. - 1006 с.
  5. Прецизионные сплавы: справочник / под ред. Б.В. Молотилова. - 2-е изд. - М.: Металлургия, 1983. - 439 с.
  6. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. - 2012. - № S. - С. 7-17.
  7. Влияние меди на линейное расширение алюминия А7 / В.К. Афанасьев, А.В. Горшенин, М.А. Старостина, Е.В. Первакова, И.В. Дегтярева // Металлургия машиностроения. - 2010. - № 3. - С. 30-34.
  8. О влиянии кремния на тепловое расширение алюминия / В.К. Афанасьев, А.В. Горшенин, М.В. Попова, А.Н. Прудников, М.А. Старостина // Металлургия машиностроения. - 2010. - № 6. - С. 23-26.
  9. Афанасьев В.К., Попова М.В. Перспективы развития легких сплавов с малым тепловым расширением для космической техники // Металлургия машиностроения. - 2012. - № 6. - С. 8-13.
  10. Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием. - М.: Металлургия, 1977. - 271 с.
  11. Альтман М.Б. Структура и свойства легких сплавов. - М.: Наука, 1971. - 218 с.
  12. Алюминий: свойства и физическое металловедение: пер. с англ. / под ред. Дж.Е. Хэтча. - М.: Металлургия, 1989. - 422 с.
  13. Лившиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. - М.: Машгиз, 1959. - 368 с.
  14. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. - М.: Машиностроение, 1974. - 472 с.
  15. Афанасьев В.К. Водородная платформа периодической системы элементов // Металлургия машиностроения. - 2011. - № 2. - С. 21-27.
  16. О линейном расширении алюминия при нагреве / В.К. Афанасьев, М.В. Попова, В.Ф. Фролов, А.Н. Любушкина // Металлы. - 2002. - № 2. - С. 47-53.
  17. О новом способе дегазации металлов и сплавов / В.К. Афанасьев, С.В. Долгова, А.А. Копытько, М.А. Старостина, Н.Б. Лаврова, Д.М. Чибряков // Металлургия машиностроения. - 2009. - № 4. - С. 5-9.
  18. Галактионова Н.А. Водород в металлах. - М.: Металлургия, 1967. - 303 с.
  19. Колачев Б.А. Водородная хрупкость цветных металлов. - М.: Металлургия, 1966. - 255 с.
  20. Водород в металлах. В 2 т. Т. 2. Прикладные аспекты / под ред. Г. Алефельда, И. Фелькля. - М.: Мир, 1981. - 430 с.
  21. Ливанов В.А., Габидуллин Р.М., Колачев Б.А. О распределении водорода между фазами в металлах // Сплавы цветных металлов: сборник статей. - М., 1972. - С. 145-151.
  22. О распределении водорода в металле при кристаллизации / P.M. Габидуллин, В.А. Засыпкин, В.Д. Юшин, В.Н. Титов // Алюминиевые сплавы: сборник. - М., 1968. - Вып. 5. - С. 14-21.
  23. Афанасьев В.К. Об особенностях влияния водорода на распад алюминиевых твердых растворов // Физика и химия обработки материалов. - 1977. - № 4. - С. 67-75.
  24. Афанасьев В.К., Ухов В.Л., Солопеко А.Н. Об аномалии линейного расширения сплавов Al-Mg // Известия Академии наук СССР. Металлы. - 1975. - № 5. - С. 189-191.
  25. Разработки кафедры материаловедения и технологии новых материалов СибГИУ / В.К. Афанасьев, М.В. Попова, Н.Н. Кушнаренко, А.Н. Прудников // Металлургия машиностроения. - 2014. - № 2. - С. 30-38.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».