СТАРЕНИЕ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА В95пч В ПОСТОЯННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

В настоящей работе представлены результаты комплексного экспериментального исследования влияния слабого постоянного магнитного поля на процесс старения алюминиевого сплава В95пч. Приведены сведения о химическом составе алюминиевого сплава В95пч, режимах термической и термомагнитной обработок и основных экспериментально наблюдаемых закономерностях изменений значений микротвердости, модуля упругости отдельных локальных областей, параметра решетки и параметров тонкой структуры алюминиевого сплава В95пч, состаренного при температуре 140°С, времени отжига от 2 до 8 ч, в постоянном магнитном поле напряженностью 557,0 кА/м и в его отсутствии. Обнаружено, что постоянное магнитное поле в значительной мере влияет на прочностные свойства и структуру сплава В95пч, при этом не изменяет стадийности процесса старения. Установлен так называемый «отрицательный» магнитопластический эффект, величина которого составляет 21 %. Наблюдается корреляции результатов измерения микротвердости и модуля упругости сплава В95пч. При наложении постоянного магнитного поля средний размер блоков когерентного рассеяния становится меньше, а плотность дислокаций и величина относительной микродеформации больше, чем при его отсутствии, что свидетельствует об искаженности кристаллической решетки алюминиевого сплава В95пч. Рентгеновские исследования показали, что временные зависимости параметров решетки и параметров тонкой структуры коррелируют с временными зависимостями микротвердости, что согласуется с основными классическими закономерностями процесса старения. Результаты настоящей работы могут внести свой вклад в создание новых и развитие существующих технологий термообработки алюминиевого сплава В95пч и прогнозирования его физико-механических свойств.

1. Zhu L., Li N., Childs P.R.N. Light-weighting in aerospace component and system design. Propulsion and Power Research. 2018;7(2):103–119. http://dx.doi.org/10.1016/j.jppr.2018.04.001

2. Williams J.C., Starke E.A. Progress in struc-tural materials for aerospace systems. Acta Materialia. 2003;51(19):5775–5779.

3. https://doi.org/10.1016/J.ACTAMAT.2003.08.023

4. Lee Y.S., Koh D.H., Kim H.W., Ahn Y.S. Improved bake-hardening response of Al-Zn-Mg-Cu alloy through pre-aging treatment. Scripta Materialia. 2018;147:45–49.

5. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2017.12.030

6. Ringer S.P., Hono K., Microstructural evolu-tion and age hardening in aluminium alloys: atom probe field-ion microscopy and trans-mission electron microscopy studies. Materi-als Characterization. 2000;44(1-2):101–131.

7. https://doi.org/10.1016/S1044-5803(99)00051-0

8. Alcantara V. A Critical review of age treat-ment hardening mechanisms in aluminum al-loys. Journal of Mechanical and Civil Engi-neering. 2022;19(6):32–51.

9. https://doi.org/10.9790/1684-1906013251

10. Luo J., Luo H., Liu C., Zhao T., Wang R., Ma Y. Effect of magnetic field on precipitation kinet-ics of an ultrafine grained Al–Zn–Mg–Cu al-loy. Materials Science and Engineering: A. 2020; 798:139990.

11. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139990

12. Koch C.C. Experimental evidence for magnet-ic or electric field effects on phase transfor-mations. Materials Science and Engineering: A. 2000;287(2):213–218.

13. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)00778-4

14. Альшиц В.И., Даринская Е.В., Колдаева М.В., Петржик Е.А. Магнитопластический эф-фект: основные свойства и физические ме-ханизмы. Кристаллография. 2003;48(5):838–867. EDN: ONUMFP.

15. Моргунов Р.Б., Пискорский В.П., Валеев Р.А., Королев Д.В. Термодинамический анализ магнитопластических эффектов в «немаг-нитных» металлах. Труды ВИАМ. 2018;12(72):79–87. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2018-0-12-79-87

16. Пост Р., Осинская Ю.В., Вильде Г., Дивин-ский С.В., Покоев А.В. Влияние температу-ры отжига и постоянного магнитного поля на распад закаленной бериллиевой бронзы БрБ-2. Поверхность. Рентгеновские, син-хротронные и нейтронные исследования. 2020; 5:36–44. EDN: WHUPDI.

17. https://doi.org/10.31857/S102809602005012X

18. Al-lubani S.E., Matarneh M., Al-Wedyan H., Rayes A. Heat treatment of aluminum alloy 7449. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Chem-ical, Materials Science and Engineering. 2013;7(8):51–56.

19. Быков С.Ю., Схиртладзе С.А. Испытания материалов: учеб. Пособие. Старый Оскол: ТНТ, 2015:135.

20. Фульц Б., Хау Д.М. Просвечивающая элек-тронная микроскопия и дифрактометрия ма-териалов. Москва: Техносфера, 2011:904.

21. Cappella B., Dietler G. Force-distance curves by atomic force microscopy. Surface Science Reports. 1999;34(1-3):1–3,5–104.

22. https://doi.org/10.1016/S0167-5729%2899%2900003-5

23. Богодухов С.И. Материаловедение: учеб. для вузов. Москва: Машиностроение, 2015:503.

24. Сенаторова О.Г., Антипов В.В., Бронз А.В., Сомов А.В., Серебренникова Н.Ю. Высоко-прочные и сверхпрочные сплавы традици-онной системы Al-Zn-Mg-Cu, их роль в технике и возможности развития. Техноло-гия легких сплавов. 2016;2:С. 43–49. EDN: WZTBYD

25. Патент № 2764254 РФ. Способ термической обработки деталей из алюминиевого сплава В95пч в постоянном магнитном поле / По-коев А.В., Осинская Ю.В., Гречников Ф.В., Ерисов Я.А.; заявл. 01.11.2021; опубл. 14.01.2022. Бюл. № 2.

26. Головин Ю.И. Магнитопластичность твер-дых тел. Физика твердого тела. 2004;46(5):769–803. EDN: RCZVLN.

27. Hu Y., Zhao H., Yu X., Li J., Zhang B., Li T. Research progress of magnetic field regulated mechanical property of solid metal materials. Metals. 2022;12:1988.

28. https://doi.org/10.3390/met12111988

29. Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. Москва: Атомиз-дат, 1976:1008.