Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2026
Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2026.06.08
Ключевые слова: wrought aluminum alloys, Al - Zn - Mg - Ca - Fe system, phase composition, microstructure, electromagnetic casting, thermomechanical processing, strengthening, алюминиевые деформируемые сплавы, система Al - Zn - Mg - Ca - Fe, фазовый состав, микроструктура, электромагнитное литье, деформационно-термическая обработка, упрочнение
Аннотация: Изучена эволюция структуры в алюминиевом сплаве, содержащем % (мас.): 7,47 Zn, 2,42 Mg, 0,83 Ca, 0,78 Fe, 0,22 Zr, 0,10 Sc, полученном методом литья в электромагнитный кристаллизатор (ЭМК), в процессе деформационно-термической обработки от исходной литой заготовки до проволоки диаметром 1,2 мм. Экспериментальный сплав был получен в виде прутка диаметром 13 мм. Из ЭМК заготовки, гомогенизированной по режиму 350 °С 3 ч + 450 °С 3 ч, были получены прессованные прутки диаметром 3,7 мм на установке «Конформ». Температура прессования составляла 400 °С, скорость 3 об/мин. Из прессованных прутков с использованием промежуточных отжигов на установке среднего волочения была получена проволока диаметром 1,2 мм. Установлено, что технология литья в ЭМК благодаря интенсивному охлаждению заготовки при кристаллизации (скорость охлаждения более 103 K/с) способствует образованию мелкодисперсной структуры. Дендритные ячейки имеют размер около 5 мкм, все железо в сплаве содержится в субмикронных эвтектических частицах фазы Al10CaFe2. В ходе горячего прессования методом «Конформ» и последующего холодного волочения формируется структура, напоминающая композитную: глобулярные частицы Fe- и Ca-содержащих фаз (предположительно Al10CaFe2 и (Al, Zn)4Ca) размером менее 500 нм с равномерным распределением в алюминиевой матрице. Пик твердости (около 175 HV) достигается после старения при 150 °С за счет формирования Zn- и Mg-содержащих вторичных выделений после упрочняющей термической обработки. Экспериментальный сплав может быть рекомендован для создания сварных соединений методами аргонно-дуговой и лазерной сварки в виду наличия значительной доли эвтектики. The evolution of the microstructure in an aluminum alloy containing (wt.%): 7.47 Zn, 2.42 Mg, 0.83 Ca, 0.78 Fe, 0.22 Zr, and 0.10 Sc has been investigated during thermomechanical processing from the as-cast state to wire with a diameter of 1.2 mm. The alloy has been produced by electromagnetic casting (EMC) in the form of a 13 mm diameter rod. Extruded rods with a diameter of 3.7 mm have been manufactured from EMC blank homogenized according to the mode of 350 °C for 3h + 450 °C for 3h, using a Conform unit. The extrusion temperature has been 400 °C, and the speed has been 3 rpm. Wire with a diameter of 1.2 mm has been subsequently produced from the extruded rods by intermediate annealing on a medium wiredrawing unit. It has been established that the EMC process, owing to the intensive cooling during solidification (cooling rate exceeding 103 K/s), promotes the formation of a fine-dispersed microstructure. The dendritic cell size is approximately 5 microns, while all iron in the alloy is contained within submicron eutectic particles of the Al10CaFe2 phase. During hot Conform extrusion followed by cold drawing, a composite-like microstructure is formed, consisting of globular Fe- and Ca-containing particles (presumably Al10CaFe2 and (Al, Zn)4Ca) smaller than 500 nm and uniformly distributed throughout the aluminum matrix. Peak hardness (approximately 175 HV) is achieved after aging at 150 °C due to the precipitation of Zn- and Mg-containing secondary phases during strengthening heat treatment. The experimental alloy can be recommended for the fabrication of welded joints by arc welding and laser welding because of the significant fraction of eutectic present in the microstructure.
Журнал: Цветные металлы
Выпуск журнала: №6
Номера страниц: 57-63
ISSN журнала: 03722929
Место издания: Москва
Издатель: Акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"