ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА И ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА АК9 ПРИ ИСКУССТВЕННОМ СТАРЕНИИ

Актуальной задачей физического материаловедения является улучшение необходимых для эксплуатации свойств металлов и металлических сплавов. Несмотря на значительный прогресс в металловедении и металлургии, в частности в создании новых сплавов, превосходящих по своим свойствам сплавы системы Al ‒ Si, силумины еще длительное время будут занимать лидирующие позиции в промышленности, что связано с их технологичностью при использовании почти во всех видах литья. Для улучшения структуры и физико-механических свойств металлических сплавов применяются различные методы термической обработки. Одним из них является технология искусственного старения, с помощью которой удается существенно изменить физико-механические свойства металлических сплавов. Представлены результаты комплексного экспериментального исследования влияния импульсного магнитного поля на процесс старения алюминиевого сплава АК9. Приведены сведения о химическом составе, режимах термической и термомагнитной обработок и основных экспериментально наблюдаемых закономерностях изменений микротвердости и параметров тонкой структуры алюминиевого сплава АК9, состаренного длительностью 4 ч при температурах от 120 до 250 °С в импульсном магнитном поле амплитудой напряженности 557,2 кА/м и при его отсутствии. Обнаружено, что импульсное магнитное поле в значительной мере влияет на прочностные свойства и структуру алюминиевого сплава АК9, при этом не изменяет стадийности процесса старения. При наложении импульсного магнитного поля средний размер блоков когерентного рассеяния становится больше, а плотность дислокаций и относительная микродеформация меньше, чем при его отсутствии, что свидетельствует о формировании менее искаженной кристаллической решетки. Рентгеновские исследования показали, что временные зависимости параметров тонкой структуры коррелируют с временными зависимостями микротвердости, что согласуется с основными классическими закономерностями процесса старения.

1. Шарипов К.А., Ибрахимов Ф.Ф. Исследова-ние и подбор оптимальных параметров про-цесса искусственного старения низколегиро-ванных алюминиевых сплавов системы AlMgSi по критерию твердости. Universum: технические науки. 2023;5-3(110):15–18.

2. https://doi.org/10.32743/UniTech.2023.110.5.15534

3. Каблов Е.Н., Белов Е.В., Трапезников А.В., Леонов А.А., Зайцев Д.В. Особенности упрочнения и кинетики старения литейного алюминиевого высокопрочного сплава на ос-нове системы Al ‒ Si ‒ Cu ‒ Mg. Авиационные материалы и технологии. 2021;2(63):24–34. https://doi.org/10.18577/2713-0193-2021-0-2-24-34

4. Носова Е.А., Амосов А.П. Исследование ис-кажений кристаллической решетки в твердом растворе алюминиевого сплава Д16 (АА2024) после отжига и старения. Ползуновский вест-ник. 2022;4-2:125–132.

5. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.016

6. Zi Y., John B. Natural and artificial ageing in aluminium alloys – the role of excess vacancies. Acta Materialia. 2021;215:1–11.

7. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117014

8. Бенариеб И., Пучков Ю.А., Сбитнева С.В., Зайцев Д.В. Исследование распада пересы-щенного твердого раствора при закалочном охлаждении листов из алюминиевого сплава Al ‒ Mg ‒ Si. Физика металлов и металлове-дение. 2023;124(9):838–845. https://doi.org/10.31857/S0015323023600843

9. Honggang Zhang, Rui Chen, Xiaomei Gu. Effect of aging process on precipitated phase and prop-erties of mechanical extruded aluminum alloy. Journal of Measurements in Engineering. 2024;12(2):270–283. https://doi.org/10.21595/jme.2024.23724

10. Andoko А., Yanuar R., Puspitasari P., Ariestoni T.B., The effects of artificial-aging temperature on tensile strength, hardness, microstructure, and fault morphology in AlSiMg. Journal of Achievements of Materials and Manufacturing Engineering. 2020;2(98):49–55.

11. https://doi.org/10.5604/01.3001.0014.1480

12. Yang Z., Jiang X.H., Zhang Liu X.-P., M., Liang Z.Q., Leyvraz D., Banhart J., Natural ageing clustering under different quenching conditions in an Al ‒ Mg ‒ Si alloy. Acta Materialia. 2021; 215:1–13. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117014

13. Загуляев Д.В., Коновалов С.В., Громов В.Е. Влияние слабых магнитных полей на микро-твердость поликристаллического алюминия. Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика. Ме-ханика. Физика». 2010;9:53–56.

14. Моргунов Р.Б., Валеев Р.А., Скворцов А.А., Королев Д.В., Пискорский В.П., Куницыны Е.И., Кучеряев В.В., Коплак О.В. Магнито-пластический и магнитомеханический эффекты в алюминиевых сплавах с магнитострикционными микровключениями. Труды ВИАМ. 2019;10(82):3–13. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-10-3-13

15. Jun L., Hongyun L., Chu L., Tianshu Z., Runze W., Yue M. Effect of magnetic field on precipitation kinetics of an ultrafine grained Al – Zn – Mg – Cu alloy. Materials Science and Engineering: A. 2020;798:139990 https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139990

16. Koch C.C. Experimental evidence for magnetic or electric field effects on phase transformations. Materials Science and Engineering: A. 2000;287:213–218. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)00778-4

17. Аристова Н.А., Колобнев И.Ф. Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов. Москва. Металлургия, 1977:144.

18. Беляев А.И., Бочвар О.С., Буйнов Н.Н., Ко-лобнев Н.И., Колпачев А.А., Костюков Л.А., Походаев К.С., Сенаторова О.Г., Романова Р.Р., Ткаченко Е.А., Фридляндер И.Н. Металловедение алюминия и его сплавов. Москва: Металлургия. 1983:280.

19. Осинская Ю.В., Магамедова С.Г., Покоев А.В. Влияние амплитуды напряженности импульсного магнитного поля на параметры магнитопластического эффекта в состаренном алюминиевом сплаве Al ‒ Si ‒ Cu ‒ Fe. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2024;1:17–22.

20. https://doi.org/10.31857/S1028096024010031

21. Осинская Ю.В., Покоев А.В., Магамедова С.Г. Влияние напряженности постоянного магнитного поля на процесс фазообразования в состаренном алюминиевом сплаве Al ‒ Si ‒ Cu ‒ Fe. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2022;2:80–84. https://doi.org/10.31857/S1028096022020091

22. Осинская Ю.В., Покоев А.В., Магамедова С.Г. Влияние частоты импульсного магнитного поля на старение алюминиевого сплава Al – Si – Cu – Fe. Известия РАН. Серия физическая. 2021;85.7:1018‒1023. https://doi.org/10.31857/S0367676521070176

23. Геллер Ю.А. Материаловедение. Москва: Ме-таллургия, 1989:456.

24. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-микроскопический анализ. Москва: МИСИС, 2002:360.

25. Семенова О.Р. Рентгенографическое исследо-вание тонкой структуры твердых тел. Пермь: Пермский государственный нацио-нальный исследовательский университет. 2018:96.

26. Волков Н.В., Скрытный В.И., Филиппов В.П., Яльцев В.Н. Методы исследования структурно-фазового состояния материалов. Москва: МИФИ. 2008:808.