Дослідження структури, механічних властивостей і корозійної стійкості деформованих напівфабрикатів сплавів Al-5Mg, легованих Sc та перехідними і рідкісноземельними металами

Abstract

Досліджено шляхи підвищення механічних характеристик листів товщиною 3 мм сплавів Al—5Mg при збереженні високої корозійної стійкості за рахунок легування Sc, Zr, Ti, Ce, Nb. Показано, що завдяки наявності когерентних з матрицею частинок Al₃(Sc, Zr) в листах сплавів, легованих Sc та Zr, не спостерігаються ознаки рекристалізації. На основі дослідження фізичного розширення дифракційних ліній зроблено висновок про вплив скандію на збільшення внутрішніх напружень та збереження деформаційного зміцнення. Дослідні леговані сплави мають характеристики міцності, на 17—47% вищі за такі для стандартних сплавів типу АМг5 без скандію при збереженні задовільної пластичності. Руйнування сплавів, що досліджено, відбувається по в’язкому ямковому механізму. Встановлено, що сплав, легований скандієм, у вихідному стані має швидкість корозії нижчу, ніж в нелегованому. Після відпалу при температурі 175 °С впродовж 10 год він має в два рази вищий рівень опору корозійному руйнуванню, ніж базовий сплав.

Исследованы пути повышения механических характеристик листов толщиной 3 мм сплавов Al—5Mg при сохранении высокой коррозионной стойкости за счет легирования Sc, Zr, Ti, Ce, Nb. Показано, что при наличии когерентных с матрицей частиц Al₃(Sc, Zr) в структуре листов сплавов, легированных Sc и Zr, не наблюдаются признаки рекристаллизации. На основе исследования физического уширения дифракционных линий сделан вывод о влиянии скандия на увеличение внутренних напряжений и сохранение деформационного упрочнения. Опытные легированные сплавы имеют характеристики прочности, на 17—47% выше таковых для стандартных сплавов типа АМг5 без скандия при сохранении удовлетворительной пластичности. Разрушение исследованных сплавов происходит по вязкому луночному механизму. Установлено, что сплав, легированный скандием, в исходном состоянии имеет скорость коррозии ниже, чем нелегированный. После отжига при температуре 175 °С в течение 10 ч он имеет в 2 раза больший уровень сопротивления коррозионному разрушению, чем базовый сплав.

The methods for improving the mechanical characteristics of the 3 mm sheets Al—5Mg alloy, with high corrosion resistance due to alloying by Sc, Zr, Ti, Ce, Nb were studied. It is shown that in the structure of sheets are not recrystallization due to coherent with the matrix particles Al₃(Sc, Zr). Conclusion about the effect of scandium on the increase of internal stress and saving of strain hardening was made on the basis of studies of the physical broadening of the diffraction lines. Developed alloys have satisfactory plasticity and strength characteristics on 17—47% higher than standard Al—5Mg alloys without scandium. Fracture of these alloys occurs by ductile pit mechanism. It has been established that the alloy with scandium in an initial state has a corrosion rate lower than unalloyed. After annealing at 175 °C during 10 hours alloy with scandium has twice higher level of corrosion resistance than the base alloy.