Улучшение комплекса свойств термически упрочняемых алюминиевых сплавов методом криогенной обработки и термоударом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Май Суан Зунг

• Май Суан Зунг
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Май Суан Зунг

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Влияние термической обработки и пластической деформации на структуру и свойства алюминиевых сплавов

1.2. Напряжения и деформации в изделиях из термическии упрочняемых алюминиевых сплавов

1.2.1. Классификация остаточных напряжений

1.2.2. Причины и природа остаточных напряжений при обработке алюминиевых сплавов

1.2.3. Факторы, влияющие на уровень остаточных напряжений в закаленных изделиях из алюминиевых сплавов

1.2.4. Влияние остаточных напряжений на поведение сплава при механической обработке, хранении и эксплуатации

1.2.5. Методы снижение остаточных напряжений

1.2.6. Методы определения остаточных напряжений

1.2.6.1. Разрушающие методы

1.2.6.2. Неразрушающие методы

Выводы по литературному обзору

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы и объекты исследования

2.2. Оборудование и режимы термической обработки

2.3. Методики проведения исследований и испытаний

2.3.1. Световая оптическая микроскопия

Стр.

2.3.2. Сканирующая электронная микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ

2.3.3. Рентгеноструктурный анализ

2.3.4. Просвечивающая электронная микроскопия

2.3.5. Дюротометрические исследования

2.3.6. Определение механических характеристик при испытании на разрыв

2.3.7. Исследование температурного поля и остаточных напряжений расчетным методом

2.3.8. Определение коррозионных характеристик

2.3.9. Определение характеристик износостойкости

2.3.10. Методика статистической обработки результатов эксперимента

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОТУ НА ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ОБРАЗЦАХ И ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

3.1. Исследование напряженного состояния методами математического моделирования

3.2. Определение коэффициента теплоотдачи жидкого азота

3.3. Теплофизические и механические данные, использованные при расчете

3.4. Результаты исследования рассчетным методом влияния среды для термоудара на остаточные напрядения

3.4. Оборудование для определения остаточных напряжений методом сверления

3.5. Результаты исследования КОТУ на остаточные напряжения в кольцевых и прямоугольных образцах

Стр.

3.6. Результаты определения микронапряжений методом рентгеновской дифракции

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КРИОГЕННОЙ ОБРАБОТКИ И ТЕРМОУДАРА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

4.1. Результаты исследования влияния КОТУ на микроструктуру и фазовый состав методами световой, электронной сканирующей и просвечивающей микроскопий

4.2. Результаты исследования влияния КОТУ на структуру и фазовый состав рентгеноструктурным методом и методом просвечивающей микроскопии

4.3. Результаты исследования влияния КОТУ на микротвердость

4.4. Результаты исследования влияния КОТУ на электропроводность

4.5. Результаты испытания на растяжение и методом инструментального индентирования

4.6. Фрактографический анализ поверхности разрушения

4.7. Влияние КОТУ на коррозионную стойкость сплава Д16

4.8. Результаты испытания на стойкость к абразивному изнашиванию

4.9. Результаты испытания на остаточные макронапряжения и круглость

Выводы по главе

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОМЫШЛЕННОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ГЦК - гранецентрированная кубическая решетка

ЗГПБ - зоны Гинье-Престона-Багаряцкого

ЗСВ - зона свободная от выделений

КО - криогенная обработка

КОТУ - криогенная обработка и термоудар

МКК - межкристаллитная коррозия

н.в.э. - нормальный водородный электрод сравнения

НТМО - низкотемпературная термомеханическая обработка

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия

РСА - рентгеноструктурный анализ

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

Т - режим термической обработки алюминиевых сплавов, включающий

закалку и естественное старение Т1 - режим термической обработки алюминиевых сплавов, включающий

закалку и искусственное старение на максимальную прочность Т.О. - термическая обработка

а - температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), К-1

л

ак - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м -°С)

5 - относительное удлинение, %

у - относительное сужение после разрыва, %

с - удельная теплоемкость, Дж/(кг-°С)

НУ - твердость по Виккерсу

Е - модуль упругости, МПа

у - относительное сужение после разрыва, %

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С)

V - коэффициент Пуассона

т - масса, кг

р - плотность дислокаций

а - напряжение, МПа

о0,2 - условный предел текучести, МПа аВ - предел прочности при растяжении, МПа t - температура в градусах Цельсия, оС+

т - время, с

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение комплекса свойств термически упрочняемых алюминиевых сплавов методом криогенной обработки и термоударом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Благодаря низкой плотности, высоким механическим и технологическим свойствам алюминиевые сплавы занимают важное место среди конструкционных материалов, применяемых в авиастроении и других областях техники [1, 2, 3, 4].

В аэрокосмической промышленности широко применяются тонкостенные монолитные изделия из алюминиевых сплавов с высоким отношением прочности и жесткости к массе, что позволяет значительно уменьшать расход топлива и размеры изделия. При обработке тонкостенных деталей в некоторых случаях удаляют более 90% объема заготовок. Основными проблемами при обработке тонкостенных деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов являются поводка и нестабильность размеров, которые приводят к увеличению брака деталей и затрат на производство. Поводка деталей может варьироваться от нескольких микрометров в маленьких изделиях до нескольких сантиметров большего размера. В общем случае поводка и нестабильность размеров в обработанных деталях из алюминиевого сплава объясняется наличием остаточных напряжений в материале. Остаточные напряжения возникают в результате литья, пластической, термической и механической обработок, причем напряжения, вызванные термообработкой, часто имеют весьма высокие значения и оказывают определяющее влияние на свойства изделия. При термообработке высокопрочных алюминиевых сплавов, с целью достижения максимальных механических свойств, материал нагревают до 400... 500 °С, что приводит к растворению легирующих элементов (меди, магния, цинка и т.д.) в матричном твердом растворе сплава. Увеличение растворения легирующих элементов приводит к увеличению прочности и твердости. Для получения пересыщенного твердого раствора и достижения требуемых механических свойств применяют закалку, которая является ключевым фактором в появлении остаточных напряжений в заготовке.

В процессе закалки, когда горячую заготовку погружают в воду, в сечении изделия возникает градиент температур, объем металла в поверхностной зоне уменьшаются быстрее объема металла в центре изделия. В результате чего в поверхностной зоне появляются растягивающие напряжения и развивается пластическая деформация, приводящая к увеличению объема металла в поверхностной зоне. После остывания заготовки в увеличившемся по объему металле в поверхностной зоне возникают напряжения сжатия, которые уравновешивают напряжения растяжения в центральной части заготовки. Распределение остаточных напряжений по сечению заготовки связано с геометрией заготовки и условиями охлаждения при закалке.

При механической обработке закаленных деталей удаление части материала приводит к дисбалансу между растягивающими и сжимающими остаточными напряжениями, вызывающими деформацию деталей до тех пор, пока напряжения снова не уравновешиваются. Увеличение уровня напряжения в процессе закалки вызывает увеличение коробления обработанных деталей, особенно тонкостенных деталей; следовательно, уменьшение остаточных напряжений, вызванных закалкой, является основным фактором снижения коробления. Уменьшение теплового градиента от центра заготовки к поверхности является ключом к снижению остаточных напряжений при закалке. Один из методов, позволяющим снижать остаточные закалочные напряжения является применение в качестве охлаждающей среды подогретой воды. Однако это приводит к снижению прочности алюминиевого сплава. Другим способом снижения температурного градиента является использование полимерных закалочных жидкостей на основе полиалкиленгликоля (PAG), разбавляемого водой. Полиалкиленгликоль (PAG) используют для улучшения охлаждающих свойств воды. Когда горячий объект погружают в закалочную жидкость на основе полиалкиленгликоля, полимеры в жидкости превращаются в волокна и покрывают поверхность заготовки. Этот слой действует как термоизолятор, вызывая равномерное охлаждение и снижая уровень остаточных напряжений.

Температурный градиент в обычном процессе закалки обусловлен погружением горячего объекта в холодную среду; следовательно, это явление можно нейтрализовать быстрым нагревом закаленного изделия, создающим напряжения с обратным знаком. Эта идея является основой для снижения уровня остаточных напряжений при восходящей закалке (uphill quenching) или термоудара [5, 6]. С этой целью изделие после закалки помещают в среду с низкой температурой (например, жидкий азот) и после выравнивания температуры по сечению, быстро нагревают в среде (водяном паре, кипящей воде, горячем минеральном масле) с высокой температурой. При восходящей закалке (криогенной обработке и термоударе - КОТУ) возникают растягивающие остаточные напряжения на поверхности и сжимающие напряжения в центре детали, что в конечном итоге приводит к снижению уровня остаточных напряжений, вызванных закалкой в воде.

КОТУ следует проводить или непосредственно после закалки изделия, или изделия следует хранить перед КОТУ при -10 °F (-23 °С), чтобы исключить естественное старение. Снижение остаточных напряжений методом пластической обработки или термоудара следует проводить, когда пластичность закаленного сплава близка к максимальной.

В последние годы для прогнозирования и определения остаточных напряжений, вызванных процессами термообработки, многие исследования использовали не только экспериментальные [7, 8], но и расчетные методы (метод конечных элементов), а также расчетно экспериментальные методы. [9, 10].

Авторы работы [11, 12] экспериментально исследовали влияние остаточных напряжений в деталях на их деформацию при механической обработке. Анализ полученных данных показал, что в результате снижения уровня остаточных напряжений в заготовке, коробление при механической обработки может быть снижено.

Авторы [13, 14, 15] изучали эффективность восходящей закалки для снижения уровня остаточных напряжений в закаленных заготовках. Ими было показано, что использование жидкого азота и водяного пара высокого давления,

приводит к снижению остаточных напряжений до 90%. Было также проведено много исследований остаточных напряжений, вызванных механической обработкой [16, 17, 18, 19, 20, 21]. Тепловые и механические нагрузки на тонкостенную заготовку во время обработки могут вызывать значительные изменения размеров заготовок - утверждают авторы работы [22].

Таким образом, разработка методов снижение остаточных напряжений изделий из алюминиевых сплавов на данный момент является актуальной производственной задачей.

Для того, чтобы снизить остаточные напряжения выбирают охлаждающие закалочные среды и их температуру [23, 24]. Хороших результатов при этом добиваются, применяя теорию закалочного фактора, для реализации которой необходимо определение режимов охлаждения в различных точках изделия (например, применяя программный комплекс ANSYS, DEFORM), наличие диаграммы температура-время-свойство (диаграммы достижения свойств) обрабатываемого сплава и специального программного обеспечения.

При использовании для термоудара высокоскоростного пара удается с успехом понижать остаточные напряжения в сложных по геометрии изделиях и компания Newton Heat Treating, расположенная в Калифорнии, на протяжении многих лет предоставляет эти услуги в США. Один из главных подрядчиков в аэрокосмической отрасли решил, что эта обработка настолько выгодна для устранения поводки при механической обработке в производстве, что все поковки из высокопрочных алюминиевых сплавов подвергаются восходящей закалке, и с этой целью они отправляют каждую неделю фуру со среднего запада США в Калифорнию. Это позволило им полностью решить проблемы с поводкой при механической обработке. Bell helicopter многие из деталей вращающихся узлов, изготовленных из высокопрочных алюминиевых сплавов, обрабатывает этим методом, что позволило многократно увеличить их долговечность. Boeing Helicopters также использует этот процесс для деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов.

Если конструктор хочет, чтобы в детали был понижен уровень остаточных напряжений, то единственный способ, которым он располагает сегодня, имея дело с поковкой или плитой, это пластическая деформация растяжением или сжатием после закалки, т. е. выбирая состояние, на самом деле, он часто принимает решение, которое может привести к неудовлетворительным результатам. Сегодня не существует конкретных требований, как этот процесс должен быть выполнен, кроме того, что заготовка должна быть подвергнута холодной пластической деформации на величину от 1,5 до 5 %. В многочисленных случаях, автор публикации [14, 6] был свидетелем того, что при выполнении таких требований спецификации, изделие, тем не менее, имело недопустимо высокий уровень остаточных напряжений.

Следует стремиться к разработке и внедрению в конструкторскую практику такой системы технических требований на чертежах, которая позволяет на производстве получить изделие, в котором остаточные напряжения снижены до требуемого уровня, и позволяющих применять такие технологические приемы как КОТУ и контроль скорости охлаждения.

По данным ряда исследователей КОТУ могут быть применены для ряда высокоточных фасонных крупногабаритных изделий, например: полых профилей, в частности труб, вафельных конструкций, рамок инерционных систем позиционирования, крупногабаритных зеркал оптических телескопов, корпусов шасси, аппарелей, колесных дисков, блоков цилиндров и т.д.. Однако режимы проведения этой термической обработки еще недостаточно обоснованы и для внедрения этой обработки актуально проведение комплекса научных и экспериментальных разработок, позволяющих создать научно-методическую базу для получения изделий с заданным комплексом физико-химических свойств.

Целью диссертационной работы является повышение комплекса свойств изделий из термически упрочняемых алюминиевых сплавов с

пониженным уровнем остаточных напряжений на основе применения криогенной обработки с последующим термоударом (КОТУ).

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Используя литературные данные проанализировать влияние КОТУ на структуру, свойства и остаточные напряжения в изделиях из термически упрочняемых алюминиевых сплавов.

2. Разработать научно методическую базу для расчета остаточных напряжений в изделиях из термически упрочняемых алюминиевых сплавов при их комплексной обработке, включающей закалку и КОТУ.

3. Изготовить оборудование для определения остаточных напряжений. Определить влияние режимов КОТУ на величину остаточных напряжений.

4. Установить закономерности влияния КОТУ на микро и тонкую структуру, механические и коррозионные свойства выбранного термически упрочняемого сплава.

Научная новизна:

1. Установлено, что криогенная обработка и термоудар (КОТУ) увеличивает дисперсность, плотность и однородность по размерам выделений упрочняющей фазы, снижает размеры областей когерентного рассеивания. Указанные структурные изменения позволяют получить значения предела текучести и прочности, соответствующие требованиям ГОСТ 1497-84, увеличить: пластичность, твердость, стойкость к абразивному изнашиванию от 10 до 30 %, стойкость к общей коррозии на 40%.

2. КОТУ подавляет: образование зон свободных от выделений на границах зерен, приводит к образованию на границах зерен обособленных мелкодисперсных выделений, что позволяет увеличить стойкость к межкристаллитной коррозии на 34%.

3. Проведение КОТУ вызывает снижение остаточных напряжений до 71%, позволяя снизить отклонение от круглости при механической обработке трубчатых заготовок на 55%.

4. Определена зависимость коэффициента теплоотдачи жидкого азота в интервале температур от 20 до минус 196 °С.

Достоверность результатов работы обеспечена согласованностью экспериментальных результатов, полученных с использованием разнообразных методов исследования структуры, фазового состава и свойств изучаемых сплавов, сертифицированного аналитического и испытательного оборудования; и подтверждена результатами статистической обработки результатов экспериментов.

Практическая значимость работы:

1. Результаты работы внедрены в опытном производстве Академии технологий (Вьетнам, Ханой), что позволило: снизить продолжительность технологической подготовки производства, объем механической обработки и брака, а также улучшить эксплуатационные свойства изделий из термически упрочняемых алюминиевых сплавов.

2. Результаты работы и изготовленное оборудование для определения остаточных напряжений методом сверления приняты для использования в учебном процессе обучения бакалавров и выполнения профильных квалификационных работ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика и база данных для расчета остаточных напряжений и выбора режимов и сред для закалки, криогенной обработки и термоудара изделий из термически упрочняемых алюминиевых сплавов.

2. Результаты определения коэффициента теплоотдачи жидкого азота при температурах от 20 до минус 196°С.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния КОТУ на остаточные напряжения в образцах из сплава Д16.

4. Результаты экспериментальных исследований и закономерности влияния КОТУ на структуру, механические и коррозионные свойства, а также стойкость к абразивному изнашиванию и точность обработки образцов из сплава Д16.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на конференциях, семинарах, в том числе:

- научных семинарах кафедры «Материаловедение» МГТУ им. Н.Э. Баумана;

- международной научно-технической конференции «Новые материалы XXI века: разработка, диагностика, использование» (Москва, 2020);

- XII и XIII Всероссийских конференциях молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» МГТУ им. Н.Э. Баумана. (Москва, 2019 и 2020);

- международной научно-технической конференции «Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении 2020» (Севастополь, 2020).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы в 8 научных работах, в том числе: в 5 научных статьях, 4 из которых опубликованы в журналах из перечня ВАК РФ, и 1 - в издании, индексируемом в Scopus, общим объемом 3,5 п.л./2 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 135 наименования. Объем диссертации составляет 140 страницах, содержит 76 рисунков и 23 таблиц.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Влияние термической обработки и пластической деформации на структуру и свойства алюминиевых сплавов

Применяют три основных вида термообработки алюминиевых сплавов: отжиг, закалка, старение.

Широко применяемый гомогенизирующий отжиг, выравнивая состав и устраняя концентрационную неоднородность, обусловливает и некоторую гетерогенизацию - выделение дисперсных алюминидов переходных металлов, которые влияют на температуру рекристаллизации. Для деформированных изделий после обработки давлением кроме гомогенизирующего отжига применяют рекристаллизационный и дорекристаллизационный отжиг.

Закалка алюминиевых сплавов - термическая обработка на неравновесное состояние - пересыщенный твердый раствор с максимальным содержанием легирующих элементов и вакансий. Такое состояние обеспечивает повышение прочности и возможность дополнительного упрочнения при последующем старении.

Взаимосвязь между основными явлениями, наблюдаемыми при закалке алюминиевых сплавов, схематически показана на Рис. 1.1. Температерные градиенты в заготовке вызывают термические напряжения и фазовые превращения. Фазовые превращения, вызывая деформацию и изменение механических свойств, также приводят к появленю внутренних напряжений. Фазовые превращения также вызывают изменение в температурном поле в результате выделения тепла и изменения термофизических свойств. Напряжения и деформации влияют на фазовые превращения. Изменения химического состава (вызываемые вторичной кристаллизацией) оказывают влияние на микроструктуру, термические эффекты и изменение механических свойств. Изменением энергии в результате пластической деформации, как правило, можно принебречь при термической обработке [25, 26, 27].

термические напряжения

температура

напряжения

превращение при изменении темпераг

влияние

напряжении/д еф ор мации на превращение

фазовое превращение

Рис. 1.1. Взаимосвязи основных явлений при закалке металлических сплавов. Светло-серые стрелки указывают на слабое влияние, которым обычно пренебрегают для термообрабатываемых алюминиевых сплавов [27]

Упрочнение при закалке возможно только для алюминиевых сплавов, содержащих легирующие элементы, растворимость которых в твердом растворе алюминия возрастает с температурой.

Закалка алюминиевых сплавов заключается в нагреве их до температуры, при которой компоненты сплава, находящиеся в интерметаллидных фазах, полностью или частично растворяются в алюминиевом твердом растворе; выдержке при этой температуре и охлаждении со скоростью выше критической скорости охлаждения УКР до температуры, при которой распад твердого раствора протекает с допустимо низкой скоростью. Для охлаждения в воде характерна излишне высокая скорость охлаждения, что приводит к большой неоднородности полей температуры и напряжений в изделии, к его короблению и снижению комплекса механических и технологических свойств. Это особенно проявляется в фасонных крупногабаритных изделиях (штамповки, отливки), правка которых после закалки весьма дорогостояща и трудоемка. Сплавы после закалки, имеют высокую пластичность. В Таблице 1 приведены

сведения об изменении механических свойств после различных видов термообработки сплава - Д16.

Таблица 1.

Механические свойства листов из сплава Д16 [28]

Состояние Механические свойства

а0д, МПа оВ, МПа 5, %

После отжига 100 200 25

Непосредственно после закалки 220 300 23

После закалки и старения 340 450 18

Старение - термическая обработка на частично равновесную структуру. Старение проводят после закалки без полиморфного превращения, при старении закаленный сплав выдерживают при температурах, при которых начинается распад пересыщенного твердого раствора, сопровождающийся дополнительным повышением прочности закаленных сплавов.

Стадии распада пересыщенного твердого раствора в термически упрочняемых алюминиевых сплавах можно представить следующим образом: твердый раствор ^ кластеры ^ зоны ЗГПБ ^ когерентные выделения ^ полукогерентные выделения^некогерентные выделения.

Холодная пластическая деформация закаленных термически упрочняемых алюминиевых сплавов значительно увеличивает плотность вакансий и дислокаций в решетке, ускоряет распад твердого раствора, поскольку образование упрочняющих выделений происходит преимущественно на дефектах кристаллической решетки.

Перерыв между закалкой и искусственным старением для ряда алюминиевых сплавов вызывает снижение их прочности. Допустимый перерыв между закалкой и искусственным старением не ограничен для сплавов Д16, Д19, АК4, АК8, ВАД23 и В92ц. Для сплавов же системы Al-Mg-Si: АД31, АДЗЗ, АД35 и АВ перерыв не должен превышать 1 ч, а для сплавов АК4-1, АК6, Д1 - от 6 до 24 ч.

Профили из упрочняемых термической обработкой сплавов, правят после закалки растяжением на 1-3% на правильных растяжных машинах. При этой операции наряду с приданием прямолинейности снимаются остаточные напряжения. Прутки, как правило, правят не растяжением, а в роликовых машинах или гибом. Необходимо избегать критических степеней деформации. Так, для сплава АК4-1, например, критическая деформация составляет 3-6%.

Сложность закалки поковок и особенно штамповок вызвана большими габаритами и разнотолщинностью полуфабрикатов, приводящей при закалке к сложному закону распределения напряжений и, вызываемому ими, короблению. Подогрев воды позволяет уменьшить интенсивность охлаждения при закалке и снизить поводки и коробление [29].

Повышение температуры охлаждающей воды вызывает снижение механических свойств [14, 6].

В горячепрессованных заготовках под ковку из многих алюминиевых сплавов наблюдается пресс-эффект. При последующей штамповке стабильность структуры оказывается достаточной для предотвращения рекристаллизации при закалке. Структура таких изделий, как и прессованных, полигонизована и пресс-эффект в них сохраняется.

При производстве деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов применяют технологические процессы, которые по существу являются термомеханической обработкой (ТМО), позволяющей значительно улучшить механические свойства сплавов, т.к. пластическая деформация увеличивает плотность дефектов, на которых образуются выделения упрочняющих фаз. Переходные металлы, находящиеся в сплаве, при кристаллизации слитков, образуют с алюминием твердые растворы, которые при температурах термообработки и горячей деформации являются пересыщенными. При горячей обработке давлением эти твердые растворов распадаются с образованием дисперсных выделений интерметаллических фаз. Закрепляя дислокации, эти выделения способствуют повышению температуры рекристаллизации, и текстура деформации со всеми ей присущими особенностями тонкой структуры

сохраняется после закалки [3, 4]. Следовательно, целый ряд полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, например, прессованные профили и прутки из сплава Д16, после обычной термообработки по сути дела упрочняются термомеханической обработкой.

Большая часть алюминиевых сплавов достаточно пластична после закалки и может быть упрочнена с применением низкотемпературной термомеханической обработки (НТМО). Образовавшиеся до начала старения в результате пластической деформации дефекты кристаллической решетки перересыщенного твердого раствора влияют на состав и морфологию продуктов распада.

Правильный выбор степени деформации, предшествующей старению, позволяют получить сочетание высокой прочности, пластичности и коррозионной стойкости сплавов. Например, после закалки и естественного старения листы из сплава Д16 имеют следующие механические характеристики: а0,2 = 350 МПа, ав = 450 МПа, 5 = 18%. После НТМО по режиму: закалка -пластическая деформация (20%) - старение при 130 °С, 10...20 часов механические характеристики листов: а02= 410 МПа, ав= 510 МПа, 5 = 12%.

Рис. 1.2. Структура зерна холоднокатаного металла. ДП и 1111 -деформационные и переходные полосы, ПС - полоса сдвига; N - нормаль к плоскости прокатки; Я - направление прокатки [5, 30]

При холодной и теплой прокатке алюминия и его сплавов наблюдается образование деформационных и переходных полос (ДП и 1111) (Рис. 1.2). При дальнейшей прокатке развиваются и полосы сдвига (ПС), располагающиеся под углом 30-50° к направлению прокатки.

В отожженном поликристаллическом металле плотность дислокаций

6 8 2

составляет см-2, а после холодной деформации на несколько процентов

о 1Л л 11199

она возрастает до 10.10 см-, а после 30.40 % и более - до 10 .10 см- .

В алюминии и его сплавах, имеющих высокую энергию дефекта упаковки, при степенях холодной деформации (5-10 %) начинает формироваться ячеистая структура. Дислокации перераспределяются в объеме зерна и их сплетения образуют размытые границы, окружающие области, внутри которых плотность дислокаций заметно меньше, чем на границах. Размер ячеек изменяется мало с увеличением степени деформации, а плотность дислокаций в их размытых границах возрастает. С понижением температуры однородность распределения дислокаций внутри ячеек нарастает [5, 31].

Предел текучессти описывается соотношением Холла-Петча:

ат = а0 + К(1-12, (1.1)

где а0 - некоторое напряжение, которое необходимо для скольжения дислокаций в монокристалле, а К - индивидуальная для каждого материала константа, также называемая «коэффициентом Холла-Петча» [32, 33].

В [34] предложена зависимость условного предела текучести от размера субзерен, имеющая вид:

0о,2 = °о + Кй'1 2 + авЬА1 (12)

где о0 - напряжение, необходимое для движения дислокаций в отожженном материале; йс - размер субзерен; О - модуль сдвига; Ь - вектор Бюргерса. Чем менее совершенна полигонизованная структура, тем больше роль третьего слагаемого.

Криогенная деформация, приводя к значительному увеличению плотности дислокаций, вызывает более существенное упрочнение, чем деформация при комнатной температуре [35, 36].

На скорость протекания питтинговой коррозии в алюминиевых сплавах оказывает влияние количество и размер включений фаз кристаллизационного происхождения. Склонность к межкристаллитной коррозии возникает при наличии сетки интерметаллидов на границе зерна и зоны свободной от выделений. Наибольшая склонность к коррозионному растрескиванию наблюдается в состоянии сплава, обработанного на максимальную прочность при наличие растягивающих напряжений на поверности изделия.

Коррозионная стойкость криодеформированных алюминиевых сплавов изучена недостаточно. В работе [37] приведены сведения о том, что ультрамелкозернистый алюминий, полученный криопрокаткой и последующим отжигом, показал в 3,5 % водном растворе хлористого натрия более высокую скорость коррозии, чем крупнозернистый.

1.2. Напряжения и деформации в изделиях из термическии упрочняемых алюминиевых сплавов

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Май Суан Зунг, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Ткаченко Е.А., Вахромов Р.О. Алюминиевые деформируемые сплавы // Авиационные материалы и технологии, № 5, 2012. С. 167-182.

2. История авиационного материаловедения: ВИАМ - 75 лет поиска, творчества, открытий // Под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука, 2007. 343 с.

3. Davydov V.G., Rostova T.D., Zakharov V.V., Filatov Y.A., Yelagin V.I. Scientific principles of making an alloying addition of scandium to aluminium alloys // Materials Science and Engineering: A, Vol. 280, No. 1, 2000. pp. 30-36.

4. Rokhlin L.L., Bochvar N.R., Sukhanov A.V., Leonova N.P. Structure and strength properties of the cold-deformed Al-Mg2Si-based alloys with additives of transition metals // Inorganic Materials: Applied Research, Vol. 7, No. 5, 2016. pp. 682-686.

5. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978. 480 с.

6. Croucher T. Uphill Quenching of Aluminum : Rebirth of a Little - Known Process // Heat Treating, 1983. pp. 30-34.

7. Лившиц А.В., Александров А.А. Прогнозирование температурного поля для определения остаточных напряжений, возникающих при термообработке алюминиевых сплавов // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, № 7, 2014. С. 36-47.

8. Бачурин А.С., Бобин К.Н., Матвеев К.А., Курлаев Н.В. Влияние закалки на остаточные деформации деталей летательных аппаратов из алюминиевых сплавов // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева, № 3(49), 2013. С. 119-123.

9. Александров А.А. Прогнозирование динамики охлаждения заготовок из алюминиевых сплавов при термообработке // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, № 1 (41) , 2014. С. 140-145.

10. Бачурин А. С., Бобин К. Н., Матвеев К. А., Курлаев Н. В. Численное моделирование влияния припуска на величину остаточных напряжений в деталях летательных аппаратов после закалки // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М. Ф. Решетнева, № 3, 2013. С. 123-128.

11. Chatelain J.F., Lalonde J.F., Tahan A.S. Effect of Residual Stresses Embedded within Workpieces on the Distortion of Parts after Machining // International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 6, No. 1, 2012. pp. 43-51.

12. Robinson J.S., Tanner D.A., Truman C.E., Wimpory R.C. Measurement and Prediction of Machining Induced Redistribution of Residual Stress in the Aluminium Alloy 7449 // Experimental Mechanics, Vol. 51, No. 6, 2011. pp. 981-993.

13. Lados D.A., Apelian D., Wang L. Minimization of residual stress in heat-treated Al-Si-Mg cast alloys using uphill quenching: mechanisms and effects on static and dynamic properties // Materials Science and Engineering: A, Vol. 527 , No. 13-14, 2010. pp. 3159-3165.

14. Croucher T. Minimizing Machining Distortion in Aluminum Alloys through Successful Application of Uphill Quenching—A Process Overview // Journal of ASTM International, 2010. pp. 332-351.

15. Totten G.E, Mackenzie D.S. Aluminum quenching technology: a review // Material Science Forum, Vol. 331-337, 2000. pp. 589-594.

16. Masoudi S., Amini S., Saeidi E., Eslami-Chalander H. Effect of Machining-Induced Residual Stress on the Distortion of Thin-Walled Parts // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, No. 76(1-4), 2014. pp. 597-608.

17. Башаров Р.Р., Кильметова Л. Р., Старовойтов С. В., Хадиуллин С.Х., Черников П.П. Анализ причин и источников возникновения остаточных напряжений // Вестник УГАТУ, Т. 22, № 4 (82), 2018. С. 3-11.

18. Campa F.J., Lopez de Lacalle L.N., Celaya A. Chatter Avoidance in the Milling of Thin Floors with Bull-Nose end Mills: Model and Stability Diagrams // International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 51, No. 1, 2011. pp. 43-53.

19. Smith S., Dvorak D. Tool Path Strategies for High Speed Milling Aluminum Workpieces with Thin Webs // Mechatronics, Vol. 8, No. 4, 1998. pp. 291-300.

20. Фоменко Р.Н., Тимофеев М.В. Оптимизация технологических условий обработки тонкостенных деталей из алюминиевых сплавов с целью снижения остаточных деформаций // Вестник Брянского государственного технического университета, № 4 (65), 2018. С. 4-11.

21. Seguy S., Campa F.J., Lopez de Lacalle L.N., Arnaud L., Dessein G., Aramendi G. Toolpath Dependent Stability Lobes for the Milling of Thin-Walled Parts // International Journal of Machining and Machinability of Materials, Vol. 4, No. 4, 2008. pp. 377-392.

22. Denkena B., Schmidt C., Kruger M. Experimental Investigation and Modeling of Thermal and Mechanical Influences on Shape Deviations in Machining Structural Parts // International Journal of Machine Tools and Manufacture, No. 50(11), 2010. pp. 1015-1021.

23. Райцес В.Б. Термическая обработка на металлургических заводах. М.: Металлургия, 1971. 248 с.

24. Пучков Ю.А., Ван Яньлун, Ампилогов А.Ю. [и др.]. Исследование влияния скорости охлаждения при закалке на структуру и свойства сплава В91Т3 системы Al-Zn-Mg-Cu // Технология металлов, № 8, 2010. С. 15-21.

25. Denis S., et al. Prediction of residual stress and distorsion of ferrous and non-ferrous metals: current status and future developments // Journal of Materials Engineering and Performance, No. 11, 2002. pp. 92-102.

26. Deschamps A., et al. In situ evaluation of dynamic precipitation during plastic straining of an Al-Zn-Mg-Cu alloy // Acta materialia, Vol. 60, No. 5, 2012. pp. 1905-1916.

27. Chobaut N. Measurements and modelling of residual stresses during quenching of thick heat treatable aluminium components in relation to their precipitation state: Thesis, 2015. P. 224.

28. Меркулова Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов. Учебное пособие -е изд. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. 312 с.

29. Филиппов М.А. Методология выбора металлических сплавов и упрочняющих технологий в машиностроении : учебное пособие : в 2 т. Т. II. Цветные металлы и сплавы. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2013. 236 с.

30. Овчинников В.В. Технология термической обработки: Учебник // В.В. Овчинников. - Москва : ИД ФОРУМ: НИЦ Инфра-М, 2013. - 320 с.

31. Shanmugasundaram T. Development of ultrafine grained high strength Al-Cu alloy by cryorolling // Scripta Materialia, Vol. 54, 2006. pp. 2013-2017.

32. Золоторевский В.С. Механические свойства металлов: учебник для вузов. 2-е-е изд. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

33. Новиков И.И., Золоторевский В.С., Портной В.К., Белов Н.А., Ливанов Д.В., Медведева С.В., Аксенов А.А., Евсеев Ю.В. Металловедение. Учебник. В 2-х томах. Т.1. Колл. авторов/Под общей редакцией В.С. Золоторевского - М.: Издательский Дом МИСиС, 2009. 496 с.

34. Sabirov I. Nanostructured aluminum alloys produced by severe plastic deformation: New horizons in development // Materials Science and Engineering: A, Vol. 560, 2013. pp. 1-24.

35. Panigrahi S.K. Effect of cryorolling on microstructure of Al-Mg-Si alloy // Materials Letters, Vol. 62, 2008. pp. 2626-2629.

36. Крымский С.В. Структура и свойства криопрокатанного алюминиевого сплава Д16 // Дисс. канд. тект. наук. Уфа, 2015. 138 с.

37. Rangaraju N., Raghuram T., Krishna B.V. Effect of cryorolling and annealing on microstructure and properties of commercially pure aluminium // Materials Science and Engineering A., Vol. 398, 2005. pp. 246-251.

38. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: МАШГИЗ, 1963. 223 с.

39. Буркин С.П., Андрюкова Е.А., Шимов Г.В. Остаточные напряжения в металлопродукции : учебное пособие. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. 248 с.

40. Чернышев Г.Н., Попов А.Л., Козинцев В.М., Пономарев И.И. Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах. М: Наука. Физматлит, 1996. 240 с.

41. Withers P.J., Bhadeshia H.K. Overview Residual Stress // Materials Science and Technology, Vol. 1, No. 17, 2001. pp. 355-365.

42. Давиденков Н.Н. Рентгенография в применении к исследованию материалов. М.: ОНТИ, 1936. 248 с.

43. Май Суан Зунг, Пучков Ю.А., Плохих А.И., Бенариеб Ильяс. Исследование влияния режимов термической обработки на закалочные напряжения и свойства сплава Д16 // Наукоемкие технологии в машиностроении, Т. 4, № 106, 2020. С. 9-17.

44. Мукасеев А.В. Влияние термической обработки алюминиевых поршней на остаточные напряжения в их материале // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, Т. 2, 2018. С. 152-156.

45. Das S., Chandra U. Residual stress and distortion // In: Handbook of Aluminum volume 1: Physical Metallurgy and Processes. New York: Marcel Dekker, 2003. pp. 305-349.

46. Singh A., Agrawal A. Investigation of surface residual stress distribution in deformation machining process for aluminum alloy // Journal of Materials Processing Technology, Vol. 225, 2015. pp. 195-202.

47. Spence T.W., Makhlouf M.M. The effect of machining-induced residual stresses on the creep characteristics of aluminum alloys // Materials Science and Engineering A, Vol. 630, 2015. pp. 125-130.

48. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мельников Д.М., Мисюров А.И. Снижение растягивающих остаточных напряжений в сварных соединениях алюминиевых сплавов методом лазерной ударной обработки // Цветные металлы, № 10, 2018. С. 86-91.

49. Якушин Б.Ф., Шиганов И.Н., Бакуло А.В. Выбор способов и режимов сварки сосудов давления из алюминиевого жаропрочного сплава 1151 // Цветные металлы, № 2, 2018. С. 83-89.

50. Withers P.J., Turski M., Edwards L., Bouchard P.J., Buttle D.J. Recent advances in residual stress measurement // International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 85, No. 3, 2008. pp. 118-127.

51. Bhadeshia H., Withers P.J. Residual stress Part 2 - Nature and origins // Materials Science and Technology, Vol. 17, 2001. pp. 366-375.

52. Davis J.R. ASM Speciality Handbook: Aluminium and Aluminium Alloys. ASM International, 1993. P. 784.

53. Robinson J.S., Tanner D.A., Truman C.E., Paradowska A.M., Wimpory R.C. The influence of quench sensitivity on residual stresses in the aluminium alloys 7010 and 7075 // Materials Characterization, Vol. 65, 2012. pp. 73-85.

54. Пучков Ю.А., Нгуен Ш.Х., Ван Яньлун [и др.]. Исследование напряженного состояния и коррозионной стойкости пресс-форм из алюминиевых сплавов // Заготовительные производства, № 12, 2008. С. 41-44.

55. James M.R. Relaxation of Residual Stresses - An Overview // Advances in Surface Treatments, Vol. 4, 1989. pp. 349-365.

56. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Гриневич Д.В., Шершак П.В. Обзор критериев прочности материалов // Труды ВИАМ, Т. 9 (81), 2019. С. 108-126.

57. Ильюшин А.А. Пластичность. Основы общей математической теории. М.: АН СССР, 1963. 270 с.

58. Tanner D.A., Robinson J.S. Residual stress magnitudes and related properties in quenched aluminium alloys // Materials Science and Technology, Vol. 22, No. 1, 2006. pp. 77-85.

59. Robinson J.S., Tanner D.A. Reducing Residual Stress in 7050 Aluminum Alloy Die Forgings by Heat Treatment // Journal of Engineering Materials and Technology, Vol. 130, No. 3, 2008. pp. 031003.1- 031003.8.

60. Robinson J.S., Redington W. The influence of alloy composition on residual stresses in heat treated aluminium alloys // Materials Characterization, Vol. 105, 2015. pp. 47-55.

61. Грязнов Б.А. Влияние остаточных напряжений на усталостную долговечность деталей из алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии, 1984. С. 187-195.

62. Li J., Wang S. Distortion caused by residual stresses in machining aeronautical aluminum alloy parts: recent advances // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 89, No. 1-4, 2016. pp. 997-1012.

63. Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. Киев: Наукова думка, 1981. 608 c.

64. Withers P.J. Residual stress and its role in failure // Reports on Progress in Physics, Vol. 70, No. 12, 2007. pp. 2211-2264.

65. Walker D.M., Hom R.Y. Residual stress analysis of aircraft aluminum forgings // Advanced Materials and Processes, Vol. 160, No. 6, 2002. pp. 57-60.

66. Scott MacKenzie D.. Heat treating aluminum for aerospace applications // Heat Treating Progress, Vol. 5, 2005. pp. 37-43.

67. Schajer G.S., Ruud C.O. Overview of Residual Stresses and Their Measurement // In: Practical Residual Stress Measurement Methods / Ed. by Schajer G.S. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2013. pp. 1-27.

68. Lim H.J., Ko D.H., Ko D.C., Kim B.M. Reduction of residual stress and improvement of dimensional accuracy by uphill quenching for Al6061 tube // Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 45, 2014. pp. 472-481.

69. Yoshihara N., Tsuyama S., Hino Y., Hirokami K. Development of large high strength aluminium alloy component for spacecraft // NKK Technical Review, Vol. 64, 1992. pp. 21-27.

70. Wang Q.C., Wang L.T., Peng W. Thermal stress relief in 7050 aluminum forgings by uphill quenching // Materials Science Forum, Vol. 490-491, 2005. pp. 97-101.

71. Hill H.N.,Barker R.S.,Willey L.A. The Thermo-Mechanical Method For Relieving Residual Quenching Stresses in Aluminum Alloys // Transactions of the ASM, Vol. 52, 1960. pp. 657-674.

72. Wang Q.C., Ke Y.L., Xing H.Y., Weng Z.Y.,Yang F.E. Evaluation of residual stress relief of aluminum alloy 7050 by using crack compliance method // Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 13, 2003. pp. 1190-1193.

73. Rossini N.S., Dassisti M., Benyounis K.Y., Olabi A.G. Methods of measuring residual stresses in components // Materials and Design, Vol. 35. pp. 572-588.

74. Гликман Л.А., Писаревский М.М. Измерение остаточных напряжений в поверхностном слое крупных изделий с помощью тензометрирования // Заводская лаборатория, Т. 17, № 1, 1951. С. 75-81.

75. Кочетков Н.Н., Бармин В.П. Прибор для определения остаточных напряжений в металлах // Заводская лаборатория, Т. 52, № 4, 1986. С. 77-78.

76. Подзей А.В., Сулима А.Н., Евстигнеев М.И. Технические остаточные напряжения. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.

77. Селезнев В.Г., Архипов А.И., Ибрагимов Т.В. Определение остаточных напряжений, переменных по длине стержня, методом голографической интерферометрии // Заводская лаборатория, № 9, 1977. С. 1131-1134.

78. Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения. М.: Машиностроение, 1968. 235 с.

79. ASTM E1928-07. Standard Practice for Estimating the Approximate Residual Circumferential Stress in Straight Thinwalled Tubing. ASTM International, 2007. P. 3.

80. Walton H.W. Deflection Methods to Estimate Residual Stress // In: Handbook of Residual Stress and Deformation of Steel. ASM International, 2002. pp. 89-98.

81. Baldwin W.M. Residual Stresses in Metals. American Society for Testing and Materials, 1949. P. 49.

82. Tebedge N., Alpsten G., Tall L. Residual-stress Measurement by the Sectioning Method // Experimental Mechanics, Vol. 13, No. 2, 1973. pp. 88-96.

83. Shadley J.R., Rybicki E.F., Shealy W.S. Application Guidelines for the Parting out in a Through Thickness Residual Stress Measurement Procedure // Journal of Strain Analysis for Engineering Design, Vol. 23, No. 4, 1987. pp. 157-166.

84. Schajer G.S. The Contour Method. Vol 51. // In: Practical Residual Stress Measurement Methods / Ed. by Wiley-Blackwell. 2013. pp. 109-138.

85. Prime M.B., Newborn M.A., Balog J.A. Quenching and cold-work residual stresses in aluminum hand forgings: contour method // Materials Science Forum, Vol. 426-432, 2003. pp. 435-440.

86. Prime M.B. Cross-Sectional Mapping of Residual Stresses by Measuring the Surface Contour After a Cut // Journal of Engineering Materials and Technology, Vol. 123, 2001. pp. 162-168.

87. Mathar J. Determination of initial stresses by measuring the deformation around // In: Transactions of the ASME. 1934. pp. 249-254.

88. ASTM E837-08. Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method. ASTM International, 2008. P. 17.

89. Olabi AG, Hashmi MSJ. Stress relief procedures for low carbon steel (1020) // J Mater Process Technol, Vol. 56, 1996. pp. 552-562.

90. Kandil F.A., Lord J.D. A review of residual stress measurement methods, a guide to technique selection // NPL Report MAT(A)04, 2001. P. 43.

91. Flaman MT, Herring JA. Ultra-high-speed Center-hole Technique for Difficult Machining Materials // Experimental Techniques, Vol. 10, No. 1, 1986. pp. 34-35.

92. Steinzig M, Upshaw D, Rasty J. Influence of Drilling Parameters on the Accuracy of Hole-drilling Residual Stress Measurements // Experimental Mechanics, Vol. 54, No. 9, 2014. pp. 1537-1543.

93. Nelson D.V., McCrickerd J.T. Residual-stress determination through combined use of holographic interferometry and blind-hole drilling // Experimental Mechanics, Vol. 26, No. 4, 1986. pp. 371-378.

94. Wu S.Y., Qin Y.W. Determination of residual stresses using large shearing speckle interferometry and the hole drilling method // Optics and Lasers in Engineering, Vol. 23, No. 4, 1995. pp. 233-244.

95. Rendler N.J, Vigness I. Hole-drilling Strain-gage Method of Measuring Residual Stresses // Experimental Mechanics, Vol. 6, No. 12, 1966. pp. 577-586.

96. Flaman M.T. Brief Investigation of Induced Drilling Stresses in the Center-hole Method of Residual Stress Measurement // Experimental Mechanics, Vol. 20, No. 1, 1982. pp. 26-30.

97. Горелик С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ [Текст] : Учебное пособие для вузов. М. : МИСИС, 2002. 360 с.

98. Новоселова Т.М. Особенности и методические вопросы применения рентгеновского метода измерения остаточных напряжений сварных узлов. Свердловск : НИИ тяжелого машиностроения, 1985. 75 с.

99. EN 15305:2008. Non-destructive Testing - Test Method for Residual Stress analysis by X-ray Diffraction. London : BSI, 2008. P. 88.

100. Fiori F., Albertini G., Girardin E., Giuliani A., Manescu A., Rustichelli F. Neutron and synchrotron radiation non-destructive methods for the characterization of materials for different applications // Journal of Alloys and Compounds, Vol. 382, No. 1-2, 2004. pp. 39-45.

101. Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. 496 с.

102. Боуэн Д.К., Таннер Б.К. Высокоразрешающая рентгеновская дифрактометрия и топография. М.: Наука, 2002. 274 с.

103. Косьянов П.М. Рентгенофизический анализ неорганических веществ сложного химического состава : монография. Тюмень: ТИУ, 2016. 195 с.

104. Вишняков Я.Д., Пискарев В.В. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1989. 253 с.

105. Chiang S.S., Marshall D.B., Evans A.G. The Response of Solids to Elastic/Plastic Indentations I: Stresses and Residual Stresses // Journal of Applied Physics, Vol. 50, No. 1, 1982. pp. 298-311.

106. Vorster W.J., Korsunsky A.M. Analysis of residual strain and stress states due to heat treatment and thermal processing // The Journal of Strain Analysis for Engineering Design, Vol. 44, 2009. pp. 71-91.

107. Jarvsrat N. and Tj0tta S. Modelling cooling of aluminium extrusions // Proceedings: ABAQUS Users Conference. Newport, Rhode Island. 1994. pp. 307-316.

108. Aksel B., Arthur W.R., Mukherjee S. A study of quenching; experiment and modelling // Journal of Engineering for Industry, Vol. 114, 1992. pp. 309-316.

109. Chobaut N., Repper J., Pirling T., Carron D. and Drezet J.M. Residual stress analysis in AA7449 as-quenched thick plates using neutrons and FE modelling // Proc. ICAA13: 13th International Conference on Aluminum Alloys. Pittsburgh, PA. 2012. pp. 285-291.

110. Godard D., Archambault P., Aeby-Gautier E., Lapasset G. Precipitation sequences during quenching of the AA 7010 alloy // Acta Materialia, Vol. 50, 2002. pp. 2319-2329.

111. Godard D., Archambault P., Denis S., Gautier E., Heymes, F. Modelling of heat treatment residual stresses. Application to high strength aluminium alloys including precipitation effects // Heat Treatment and Surface Engineering of Light Alloys. Budapest. 1999.

112. Tiryakioglu M., Shuey Ralph T. Modeling Quench Sensitivity of Aluminum Alloys for Multiple Tempers and Properties: Application to AA2024 // Metallurgical and materials transactions A, Vol. 41A, 2010. pp. 2984-2991.

113. Беккерт М. [и др.]. Справочник по металлографическому травлению. М.: Металлургия, 1979. 335 с.

114. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов // Металловедение и термическая обработка металлов, Т. 8, 2000. С. 16 -19.

115. Терентьев В.Ф., Колмаков А.Г. Механические свойства металлических материалов: Учебное пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. 110 с.

116. Каплун А.Б. [и др.]. ANSYS в руках инженера: Практическое руководство. М.: Едиториал УРСС, 2003. 272 с.

117. Спирин Н.А., Лавров В.В. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: Конспект лекций. Екатеринбург, 2004. 257 с.

118. Теплопередача: учебник для вузов / В.П. Исаченко изд. 3-е перераб. и доп. М.: Энергия, 1975. 488 с.

119. Нащокин В.В.. Техническая термодинамика и теплопередача : учебн. пособие для неэнергетических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1975. 496 с.

120. Concepts and Application of Finite Element Analysis / New York : John Wiley & Sons, 1981. P. 784.

121. Conduction of Heat in Solids / London : Oxford University Press,1959. P. 520.

122. Grum J., Bozic S., Zupancic M. Influence of quenching process parameters on residual stresses in steel // Journal of Materials Processing Technology, Vol. 114 (1), 2001. pp. 57-70.

123. Zhang L., Feng X., Li Z., Liu C. FEM simulation and experimental study on the quenching residual stress of aluminum alloy 2024 // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 227, No. 7, 2013. pp. 954-964.

124. Шевченко СЮ., Смирнов А.Е., Кириллов И.В., Курпякова. Н.А. Исследование закалочного охлаждения в газовых средах // Металловедение и термическая обработка металлов, Т. 8 (734), 2016. С. 15-19.

125. Schwartzberg F.R. Cryogenic Materials Data Handbook // Air Force Materials Laboratory, Vol. 1, 1970. P. 722.

126. Guglielmo Ventura, Lara Risegari. The Art of Cryogenics: Low-Temperature Experimental Techniques. Elsevier, 2008. P. 378.

127. Metallic Materials and Elements for Aerospace Vehicle Structures - Military Handbook. Department of Defense, Federal Aviation Administration, 2003. P. 1731.

128. Gruber B. , Weißensteiner I., Kremer T. et. al. Mechanism of low temperature deformation in aluminium alloys // Materials Science and Engineering: A, Vol. 795, 2020. pp. 1-11.

129. Perlitz H., Westgren A. The Crystal Structure of Al2CuMg // Arkiv Kemi Min Geol, Vol. 16, No. 13, 1943. pp. 1-5.

130. Багаряцкий Ю.А. Механизм искусственного старения сплава Al-Cu-Mg // ДАН СССР, 1952. C. 391-401.

131. Silcock J.M., Heal T.J., Hardy H.K. Structural ageing characteristics of binary aluminiumcopper alloys // Japan Institute of Metals, Vol. 82, 1954. pp. 239-248.

132. Charai A., Walther T., Alfonso C., Zahra A.M. & Zahra C.Y. Coexistence of clusters, GPB zones, S"-, S'- and S-phases in an Al-0.9% Cu-1.4% Mg alloy // Acta Materialia, Vol. 48, No. 10, 2000. pp. 2751-2764.

133. Sunde J.K., Johnstone D.N., Wenner S., van Helvoort A.T.J., Midgley P.A., Holmestad R. Crystallographic relationships of T-/S-phase aggregates in an Al-Cu-Mg-Ag alloy // Acta Materialia, Vol. 166, 2019. pp. 587-596.

134. ГОСТ 21488-97. Прутки, прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 31 с.

135. Chen L., Myung N., Sumodjo P.T.A., Nobe K.. A comparative electrodissolution and localized corrosion study of 2024Al in halide media // Electrochimica Acta, Vol. 44, 1999. pp. 2751-2764.

АКАДЕМИЯ ТЕХНОЛОГИИ

Адрес: г.Ханой, Бак Ты Льем, Дык Тханг Тел: [phone]

Социалитическая Республика Вьетнам Независимость - Свобода - Счастье

Ханой, « ¿75» марта 2021г.

АКТ

о промышленном внедрении результатов диссертационной работы

Настоящим подтверждаем, что диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук аспиранта МГТУ им. Н.Э. Баумана Май Суан Зунга посвящена актуальной проблематике разработки и применения термической обработки для изделий с заданным комплексом механических свойств и пониженным уровнем остаточных напряжений. Полученные в диссертационной работе результаты использованы в Академии Технологии при производстве сложных по геометрия тонкостенных изделий с пониженным уровнем остаточных напряжений. Выбор и оптимизация режимов криогенной обработки и термоудара с применением САПР позволило снизить продолжительность технологической подготовки производства, объем механической обработки и брака, а также улучшить эксплуатационные свойства изделий из термически упрочняемых алюминиевых сплавов.

Генеральный директор Академии технологии

Т1шхп1£ Ьа ^иуёп Тиа'п Шеи

«Утверждаю»

Акт использовании в учебном процессе

Мы нижеподписавшиеся, представители кафедры «Материаловедение» Плохих А.И, Фахуртдинов Р.С., аспирант Май Cyan Зунг и Руководитель ПУК М'Г Ml ГУ им. Н.Э. Баумана Колесников Л.Г. составили настоящий акт о юм, что результаты диссертационной работы Май Cyan Зунг на соискание ученой степени кандидата технических паук используются в учебном процессе для бакалавров 3 года обучения при чтении лекций и проведения лабораторных работ по курсу «Технология обработки и модификации материалов» и выполнении профильных квалификационных работ.

Руководитель ПУК МТ

МГ ГУ им. 11.Э. Баумана д.т.и., проф.

/Колесников Л.Г./

Зам. заведующего кафедрой МТ-8 к.т.н., доцент

/Плохих А.И./

Зам. заведующего кафедрой М'1 по учебной работе к. т.п., доцент

Аспирант кафедры МТ-8

/ Май Cyan Зунг/