Научная статья на тему 'Оптимизация режима упрочняющей термической обработки листов сплава системы Al-Mg-Si, легированного кальцием'

Оптимизация режима упрочняющей термической обработки листов сплава системы Al-Mg-Si, легированного кальцием Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
70
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Sciences of Europe
Ключевые слова
АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ / ЗАКАЛКА / ИСКУССТВЕННОЕ СТАРЕНИЕ / ЕСТЕСТВЕННОЕ СТАРЕНИЕ / МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / АНИЗОТРОПИЯ

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Гуреева М.А., Грушко О.Е., Клочков Г.Г.

Изучены особенности формирования структуры, механических и технологических свойств в зависимости от параметров термической обработки. Установлен режим упрочняющей термической обработки листов сплава системы Al-Mg-Si-Cu (закалка 530 °С, 20 мин, старе-ние 170 °С, 10-14 ч), обеспечивающий наилучшее сочетание прочно-сти и технологической пластичности листов (Т1: σВ ≥ 330 МПа, σ0,2 ≥ 260 МПа, δ ≥ 10 %; Т: Rmin= (0,5-1,0)∙S, S-толщина листа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Гуреева М.А., Грушко О.Е., Клочков Г.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

OPTIMIZATION OF THE MODE OF CONSOLIDATING HEAT TREATMENT ALLOY SHEET SYSTEM Al-Mg-Si DOPED WITH CALCIUM

The peculiarities of formation of the structures, mechanical and technological properties, depending on the heat treatment parameters. Set reinforcing heat treatment alloy sheet system Al-Mg-Si-Cu (hardening 530° c, 20 min, the ageing 170° c, 10-14 hours), providing the best com-bination of strength and technological plasticity of sheets (T1: σВ ≥ 330 MPa, σ0,2 ≥ 260 MPa, δ ≥ 10%; t: Rmin = (0,5 -1,0)•S, S sheet thickness.

Текст научной работы на тему «Оптимизация режима упрочняющей термической обработки листов сплава системы Al-Mg-Si, легированного кальцием»

ние по проблемам управления ВСПУ-2014. / Москва 16-19 июня 2014. - С. 1-12.

4. Borzov D.B., Jamil Al Azzeh, Igor V Zotov and Dmitriy E. Skopin and Dr. Mazin Al Hadidi. An Approach to Achieving Increased Fault-Tolerance and Availability of Multiprocessor-Based Computer Sy^ems // Au^ralian Journal of Basic and Applied Sciences, 8(6) April 2014, Pages: 512-522.

5. Борзов Д.Б., Мараят Б.И., Масолов А.С. Метод снижения коммуникационной задержки путем субоптимального

размещения задач в матричных базовых блоках кластера // Телекоммуникации. - Ежемесячный научно-технический, информационно-аналитический и учебно-методический журнал. - 2008, - №4. С. 21-25.

6. Борзов Д.Б., Мараят Б.И., Типикин А.П. Алгоритмы и принцип организации аппаратных средств ускорения составления плана размещения задач в кла-стерных мульти-компьютерах // Деп. в ВИНИТИ 25.10.07 г., №998-В 2007.

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА УПРОЧНЯЮЩЕЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛИСТОВ СПЛАВА СИСТЕМЫ Al-Mg-Si, ЛЕГИРОВАННОГО КАЛЬЦИЕМ

Гуреева М.А.

Грушко О.Е.

Клочков Г.Г.

OPTIMIZATION OF THE MODE OF CONSOLIDATING HEAT TREATMENT ALLOY SHEET SYSTEM Al-Mg-Si DOPED WITH CALCIUM Gureeva M.A. Grushko O.E Klochkov G.G.

АННОТАЦИЯ

Изучены особенности формирования структуры, механических и технологических свойств в зависимости от параметров термической обработки. Установлен режим упрочняющей термической обработки листов сплава системы Al-Mg-Si-Cu (закалка 530 °С, 20 мин, старе-ние 170 °С, 10-14 ч), обеспечивающий наилучшее сочетание прочно-сти и технологической пластичности листов (Т1: сВ > 330 МПа, с0,2 > 260 МПа, 5 > 10 %; Т: Rmin= (0,5-1,0)-S, S-толщина листа.

ABSTRACT

The peculiarities of formation of the Sructures, mechanical and technological properties, depending on the heat treatment parameters. Set reinforcing heat treatment alloy sheet sy^em Al-Mg-Si-Cu (hardening 530° c, 20 min, the ageing 170° c, 10-14 hours), providing the be& com-bination of Srength and technological pla^icity of sheets (T1: сВ > 330 MPa, с0,2 > 260 MPa, 5 > 10%; t: Rmin = (0,5 -1,0>S, S - sheet thickness.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, закалка, искусственное старение, естественное старение, механические свойства, анизотропия.

Keywords: aluminum alloys, heat treatment, artificial aging, natural aging, mechanical properties, anisotropy.

Введение

В настоящее время накоплен большой опыт применения листового материала для холодной штамповки из термически не упрочняемых алюминиевых сплавов группы магналий. В то же время сплавы этой группы имеют невысокие прочностные характе-ристики, особенно низкий предел текучести. Так, сплавы, содержащие 4-5 % Mg (российский сплав АМг4, зарубежные аналоги 5082, 5182) имеют предел текучести 140 МПа [1]. Увеличение прочно-стных характеристик путем повышения содержания магния в сплаве или нагартовки листов на 20-40 % приводит к ухудшению технологичности.

С точки зрения экономики, а также эксплуатации, термически упрочняемый листовой сплав системы Al-Mg-Si-Cu представляет интерес в качестве замены сплавов группы магналий прежде всего для изделий, получа-емых листовой холодной штамповкой [2, 3]. Листы из указанного сплава могут использоваться также взамен стальных листов в конструкции автомобилей для на-ружных навесных панелей корпуса и бензобаков, что снизит массу узлов до 43 % и обеспечит вторичную пе-реработку вышедших из эксплуатации деталей до 85-95 %.

Цель настоящей работы - выбор оптимального режима упрочняющей термической обработки листов сплава системы Al-Mg-Si-Cu, легированного кальцием.

Термическая обработка листов исследуемого сплава включает закалку и искусственное старение. Закалка - это термическая обработка, при которой главным процессом является формирование неравновесной структуры во время ускоренного охлаждения [4]. Закалка заключается в нагреве сплава до максимально высокой температуры, выдержке и последующем быстром охлаждении с целью получения пересыщенного твердого раствора, что обеспечивает возможность дальнейшего упрочнения старением [5].

Температура нагрева под закалку зависит от природы сплава и скорости растворения упрочняющих фаз. Ориентиром для ее выбора служит температура неравновесного солидуса (температура плавления наиболее лекгоплавкой эвтектики), нагрев выше которой может вызвать пережог.

Выдержка при температуре нагрева под закалку должна обеспечить растворение избыточных фаз, поэтому она зависит от величины частиц и характера их распределения. Охлаждение при закалке следует проводить с такой скоростью, которая обеспечит отсутствие распада твердого раствора в процессе охлаждения.

Температура нагрева под закалку сплавов типа АВ составляет 520±10 °С, также при необходимости допускается нагрев выше 530 °С. В качестве нагревательной среды для проведения закалки листов из сплава АВ используют селитровые ванны. Во избежание возникновения внештатных и аварийных ситуаций верхний предел нагрева в селитровых

ваннах ограничивают 535-540 °С. Таким образом, температура нагрева под закалку листов из сплава системы Al-Mg-Si-Cu, легированного кальцием не должна превышать 530 °С.

Старение - это термическая обработка, при которой происходит распад пересыщенного твердого раствора. Основные процессы, которые протекают при старении, сводятся к:

- перегруппировке атомов внутри кристаллической решетки твердого раствора, как подготовительная стадия к образованию частиц вторых фаз (зон Гинье-Престона);

- скопление (аккумулированию) атомов в виде зон Ги-нье-Престона и подготовка к образованию промежуточных метастабильных фаз, когерентно связанных с основой твердого раствора. Такое состояние обусловливает максимальную прочность сплава;

- переход метастабильных фаз в стабильные вторые фазы, частицы которых имеют границы раздела с зернами твердого раствора;

- коагуляция продуктов распада твердого раствора, т.е. частиц вторых фаз, при которой происходит значительное снижение прочности и повышение пластичности сплава.

Материалы и методика выполнения исследований

Исследования влияния легирующей добавки кальция на структуру и механические свойства проводили на опытных листах сплава системы Al-Mg-Si-Cu толщиной 1,5-3 мм.

Металлографический анализ включал в себя исследование микроструктуры и изломов темплетов листов после механических испытаний.

Микроструктуру исследовали на шлифах размером 15х15 мм при помощи металлографического микроскопа Neophot30, оснащенном цифровой камерой фирмы «Olympus». Для выявления зёренной структуры, первичных интерметаллидов и характера распада микрошлифы травили раствором Келлера следующего состава (в см3): HF - 1; HCl - 1,5; HNO3 - 2,5; вода - 95 с последующим осветлением в 10-20 % водном растворе азотной кислоты.

Величину зерна в листах определяли на микрошлифах, вырезанных в продольном направлении относительно прокатки по толщине листа. Данные о зеренной структуре листов получали при исследовании шлифов на металлографическом микроскопе, оснащенном приставкой для исследования в поляризованном свете.

Микрошлифы готовили механической полировкой с последующей электрополировкой, снимающей деформированный слой.

Для более четкого выявления зеренного строения проводили цветное травление. В качестве окисляющего реактива применяли (1,8-2,0)%-ный водный раствор борофтористой кислоты HBF4. Кислоту получали смешиванием 12 г борной кислоты в 25 см3 плавиковой кислоты. Пленку наноси-

ли при режиме: температура электролита 20 °С, напряжение 15-20 В, время окисления 1-3 мин., катод из свинца. Величину зерна определяли методом секущих.

Фрактографический анализ проводили на растровом электронном микроскопе JSM-840. Степень рекристаллизации определяли рентгеновским методом.

Для определения температурных интервалов фазовых превращений в слитках проведен дифференциально-термический анализ (ДТА) образцов от темплетов в режиме нагрева со скоростью 10 °С/мин.

Определение температурных интервалов фазовых превращений при нагреве листов (в закаленном состоянии) проведено с использованием метода дифференциальной сканирующей калориметрии в соответствии с требованиями РТМ 1.2.032 на дифференциальном сканирующем калориметре DSC 404 F1 фирмы Netzsch (Германия) при нагреве в интервале температур от 30 до 600 °С со скоростью 10 °С/ мин в среде аргона до расплавления.

Структурные исследования листов проводили на фоль-гах методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). От образца отрезали заготовку шириной ~ 5 мм и толщиной 0,5-0,7 мм, механически шлифовали до толщины ~ 0,25 мм. Из полученной заготовки на специальном пробойнике вырубали диски диаметром 3 мм. Затем в дисках при помощи струйной электрополировки с обеих сторон делали предварительное местное утонение в форме лунок. Окончательную электрополировку проводили в открытом пинцете в стоячей термостатированной ванне в 20 % растворе хлорной кислоты в спирте до появления отверстия в центре. После фольги промывали в дистиллированной воде и сушили. Исследование проводили на просвечивающем электронном микроскопе JEM 200 CX фирмы JEOL при ускоряющем напряжении 120 кВ с приставкой для усиления электронного изображения Erlangshen ES500W «Gatan».

Механические свойства при растяжении образцов из листов (сВ, с0,2, 5) при комнатной (20 °С) определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 1497.

Идентификация фаз, избыточных по отношению к алюминиевому твердому раствору, проведена с помощью диф-рактограмм, отснятых в интервале углов 3° < 20 < 50° в Cu Ka - излучении на дифрактометре URD6.

Результаты исследований и их обсуждение

Проведены исследования механических свойств листов, закаленных после выдержки при температурах 515 °С, 520 °С и 525 °С. Установлено, что в листах, закаленных после выдержки при более высокой температуре, уровень прочностных свойств выше и стабильнее, чем при более низкой температуре. При этом сохраняется приблизительно одинаковый уровень пластичности (рис. 1).

515 520 525

Температура закалки, ОС

а б

Рис. 1. Влияние температуры закалки на уровень механических свойств листов: а - предел прочности (1) и предел текучести (2); б - относительное удлинение

На технологичность листов, предназначенных для из- было проведено исследование по оценке влияния времени готовления деталей методами холодной деформации, и ка- выдержки при закалке на средний размер зерна. Нагрев под чество поверхности этих деталей наиболее существенно закалку образцов из листов толщиной 1,0, 1,5 и 3,0 мм про-влияет размер зерна, который для листов сплава системы водили при температуре (525±5) °С с выдержками 10-40 не должен превышать 80 мкм. В связи с этим мин (таблица 1).

Таблица 1

Влияние времени выдержки при нагреве под закалку на средний размер зерна в листах сплава системы Al-Mg-Si-Cu

Толщина листа, мм Время выдержки при закалке, мин. Средний размер зерна, мкм

1,0 10 23

30 23

1,5 10 28

30 31

3,0 15 65

40 69

Как следует из таблицы 1 и видно на фотографиях ми- меняется при увеличении выдержки при нагреве под закал-кроструктуры (рис. 2), листы имеют мелкозернистую струк- ку. Размер зерна в листах находится в интервале 24-70 мкм. туру, отличающуюся стабильностью, т.к. размер зерна не

в г

Рис. 2. Микроструктура листа толщиной 1,5 (а, б) и 3,0 (в, г) мм из сплава системы Al-Mg-Si-Cu: а, в - закалка 525 °С, 15 мин; б, г - 525 °С, 40 мин

Для улучшения способности к холодному формообразо- собирательной рекристаллизации и роста зерен, структура ванию необходимо, чтобы в листах не протекали процессы должна быть мелкозернистая, прошедшая первичную ре-

кристаллизацию. Проведенное определение степени ре- в промышленных условиях, показали, что в листах прошли кристаллизации после закалки, как в лабораторных, так и процессы первичной рекристаллизации (рис. 3).

а б

Рис. 3. Рентгенограмма листов после закалки толщиной 1,5 (а) и 3 (б) мм

Исследование микроструктуры и фазового состава листов после закалки с применением светлопольных методик показало, что в структуре присутствуют дисперсоиды окру-

глой формы, которые в ходе распада твердого раствора при старении являются дополнительными местами для гетерогенного зарождения неравновесных фаз (рис. 4).

4 ч

;*•>.-.'•• ■ 1 ~ у г ■ , - у >

. 2 цт 1 л • ', 0^2 |jm

• О

б в

Рис. 4. Темнопольное изображение Q1' и Р'-фаз

а

С помощью темнопольных методик установлено, что во всех исследованных состояниях наблюдается интенсивный распад твердого раствора с образованием Q1'(Al5Cu2Mg8Si6)-фазы и p'(Mg2Si)-фаз. Темнопольные изображения частиц Q1' и Р'-фаз совместно наблюдаются при соблюдении дифракционных условий g = 2/3[220] вблизи оси зоны <100>, в этом случае на снимках видны системы характерных для Q1'-фазы стержнеобразных выделений, а также частицы расположенные «в торец».

Разделить изображения Q1' и Р'-фаз представляется довольно сложным, однако можно предположить, что области со сверхдисперсными торцевыми частицами на темнополь-ных изображениях при g = 2/3[220] являются частицами Р'-фазы. Кроме того, известно, что гетерогенное зарождение на дислокациях характерно только для Q1'-фазы.

Частицы Q1'-фазы также выделяются на высокоугловых границах, образуя зоны, свободные от выделений (ЗСВ).

Проведены исследования текстуры и построена функция распределения ориентировок ФРО по результатам рентгеновской съемки срединной части листа после термической обработки, при которой плоскостью съемки являлась плоскость в направлении нормали к плоскости прокатки (плоскость НН).

Срединные слои исследованного образца характеризуется достаточно слабой текстурой (максимальная ориентаци-онная плотность Р = 2,8). Основной текстурный компонент

{001}<130> относится к рекристаллизационному типу. Помимо этого, на ФРО видны очень слабые, хаотически распределенные контуры, указывающие на присутствие в материале произвольно ориентированных рекристаллизованных зерен.

Установлены закономерности влияния времени выдержки при нагреве под закалку на уровень механических свойств листов. Закалку листов толщиной 1,0 и 1,5 мм проводили после выдержки при температуре 525 °С в течение 10, 15, 20 и 30 мин., листов толщиной 3,0 мм -15, 20, 30 и 40 мин. Испытания образцов проводили в состоянии полной термической обработки (Т1), искусственное старение - при температуре 175 °С в течение 14 ч. Для оценки анизотропии свойств испытания проводили в долевом, поперечном направлении и дополнительно под углом 45° к оси прокатки (таблица 2).

Из полученных данных видно, что наилучший уровень прочностных свойств во всех направлениях на листах толщиной 1,0, 1,5 и 3,0 мм - от 20 мин. При этом наименьшая анизотропия и наиболее стабильные свойства в долевом и поперечном направлениях наблюдаются у листов толщиной 1,0, 1,5 и 3,0 мм, закаленных после выдержки 20 мин. Поэтому нет необходимости нагрева под закалку листов с выдержками более 20 мин., т.к. уровень механических свойств при этом не увеличивается.

Таблица 2

Зависимость механических свойств листов от времени выдержки при закалке

Время выдержки при закалке, мин Направление вырезки образцов сВ, МПа с0,2, МПа 5, %

Лист толщиной 1,0 мм

10 Д 312 280 16,3

П 307 277 16,7

45° 302 276 17,8

15 Д 330 295 17,0

П 325 290 17,6

45° 320 285 18,3

20 Д 335 300 16,7

П 332 295 16,3

45° 320 290 15,3

30 Д 335 305 16,5

П 325 300 16,2

45° 325 287 16,2

Лист толщиной 1,5 мм

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10 Д 312 287 18,2

П 312 285 18,0

45° 303 277 18,7

15 Д 335 300 17,5

П 330 295 17,5

45° 327 290 19,5

20 Д 335 303 18,3

П 330 300 18,8

45° 327 293 17,4

30 Д 335 305 19,7

П 328 302 18,6

45° 328 300 18,1

Лист толщиной 3,0 мм

15 Д 320 285 15,5

П 325 290 16,8

45° 317 287 17,1

20 Д 335 298 17,8

П 332 295 17,2

45° 330 300 18,2

30 Д 335 303 18,0

П 330 298 17,5

45° 328 300 18,0

40 Д 338 305 17,3

П 334 302 17,0

45° 330 300 18,6

Таким образом, на основе полученных результатов может быть рекомендован режим нагрева под закалку после выдержки при температуре 525 °С в течение 20 мин, обеспечивающий получение рекристаллизованной мелкозернистой структуры, высокий уровень прочности при сохранении достаточной пластичности и отсутствие анизотропии.

С целью разработки режима искусственного старения были определены температурные интервалы фазовых превращений при нагреве листов в закаленном и естественно

состаренном состоянии методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) (рис. 5).

Эксперименты показали, что при температурах 58 и 141 °С происходит выделение метастабильных фаз, при 241 °С выделяется стабильная упрочняющая фаза Mg2Si. Такая высокая температура выделения упрочняющей фазы связана с тем, что нагрев при ДСК происходит при гораздо меньших скоростях, чем нагрев при искусственном старении, в процессе протекания которого температурная область выделе-

ния упрочняющей фазы будет сдвигаться в сторону мень- ших значений. При температурах 491-539 °С происходит

растворение упрочняющей фазы.

100 200 300 400 500 600

Рис. 5. Кривая ДСК при нагреве листов из сплава системы Al-Mg-Si-Cu со скоростью 10 °С/мин

Проведенные исследования кинетики искусственного старения при температурах 155, 165 и 175 °С позволили сделать вывод, что нагрев при температуре 175 °С обеспечивает максимальный уровень предела прочности и условного предела текучести (рис. 6).

Результаты исследования кинетики искусственного старения листов из сплава системы Al-Mg-Si-Cu, представленные на рис. 6, позволяют сделать вывод, что максимальным

350

значением механических свойств листы обладают после искусственного старения с временем выдержки от 10 до 14 ч.

Наилучшей технологической пластичностью листы из сплава В-1341 обладают в свежезакаленном состоянии, но и после естественного старения без ограничения срока способность листов к листовой штамповке также достаточно высока.

-155 -165

175

27(1

6 1(1 14 18 Время выдержки, ч

а

24

3(1

30

# 28

i 26 i

5 24

1 22

% 20 Щ

Й 16 5

2 14 x

H

С 12 10

1

V k ^ lS

■ - |

*

0

10

14

18

24

30

Время выдержки, ч в

Рис. 6. Кинетические кривые искусственного старения листов из сплава системы при температуре 155),

165 и 175 °С: а - предел прочности; б - предел текучести; в - относительное удлинение

Листы могут поставляться в состоянии Н (без термической обработки), в этом случае закалку проводят на машиностроительном или авиационном заводе и изготавливают детали методами холодной деформации из материала, обладающего наилучшей пластичностью. Однако на заводах-изготовителях авиационной и других видов техники не всегда имеется возможность проведения операции закалки.

Кинетика естественного старения листов толщиной

В этом случае листы поставляют в состоянии Т (закалка и естественное старение). При этом высокая технологическая пластичность сохраняется без ограничения срока естественного старения.

Для изучения влияния «вылеживания» на свойства проведено исследование кинетики естественного старения листов толщиной 1,5 мм (таблица 3).

Таблица 3

3 мм из сплава системы Al-Mg-Si-Cu в состоянии Т

б

Длительность естественного старения сВ, МПа с0,2, МПа 5, % Минимальный радиус гиба Rmin, мм

После закалки 190 65 24,5 2,4-3,6

6 ч 240 90 28,0 3,0-3,6

33 ч 255 100 25,0 3,0-3,9

2 сут. 258 115 29,5 3,9-4,8

4 сут. 260 115 29,5 3,9-4,8

7 сут. 263 115 30,0 3,9-4,8

12 сут. 265 120 31,0 3,9-4,8

16 сут. 270 130 29,5 3,9-4,8

1 мес. 270 130 30,0 3,9-4,8

2 мес. 270 127 28,0 3,9-4,8

3 мес. 270 125 30,0 3,9-4,8

4 мес. 273 127 29,0 3,9-4,8

6 мес. 275 125 28,0 3,9-4,8

8 мес. 280 138 28,5 3,9-4,8

Полученные результаты показывают, что наиболее интенсивно естественное старение протекает в первые 6 ч после закалки, в этот промежуток времени происходит наибольший прирост прочности и текучести. Поэтому изготовление деталей листовой штамповкой с глубокими степенями вытяжки рекомендовано проводить в свежезакаленном состоянии материала. Начиная с 1 суток и вплоть до 8 месяцев, естественное старение замедляется и практически останавливается, прирост по пределу прочности и текучести за этот отрезок времени составляет не более 30 МПа. Исследования минимального радиуса гиба образцов после естественного старения подтверждают данные, полученные при испытании механических свойств при растяжении. Листы в свежезакаленном состоянии обладают наилучшей технологической пластичностью при гибке (0,8-1,2)^, где S - толщина листа. После естественного старения в течение 1 месяца у листов сохраняется удовлетворительная технологическая пластичность при гибке (1,3-1,6)^.

Была выполнена оценка технологической пластичности, а также возможности осуществления операции гибки листов толщиной 1,5 мм в состоянии полной термической

Механические свойства листов сплава в состоянии Т в за

обработки (Т1) и после 1 года естественного старения. Установлено, что в состоянии Т (1 год естественного старения) листы обладают высокой технологической пластичностью с возможностью гибки с минимальным радиусом (1,3-1,6)^, в Т1 - удовлетворительной, Rmin = (1,5-1,8)^.

На технологичность листов при изготовлении из них деталей методами холодной деформации, в том числе с глубокими степенями вытяжки, большое влияние оказывает анизотропия материала [6].

Для оценки изотропности листов толщиной 1,5 мм были проведены испытания механических свойств на образцах, ориентированных под различными углами к направлению оси прокатки. Заготовки испытывали в состоянии Т (закалка и естественное старение) и Т1 (закалка и искусственное старение) (таблицы 4 и 5).

Установлено, что в листах как в состоянии Т, так и в Т1, отсутствует анизотропия механических свойств, что говорит об изотропности материала, деформация во время холодной листовой штамповки будет распределяться во всех направлениях равномерно.

Таблица 4

симости от направления вырезки образца

Направление вырезки образца Предел прочности сВ, МПа Предел текучести с0,2, МПа Относительное удлинение 5, %

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Д 250-255 185-190 28,0-28,5

15° 255-260 185-190 29,0-30,5

30° 250-260 180-185 31,0-31,5

45° 255-260 180-195 28,5-30,5

60° 250-255 175-185 28,5-31,0

75° 255-260 170-180 28,0-30,0

П 250-260 175-180 27,5-28,5

Таблица 5

Механические свойства листов сплава в состоянии Т1 в зависимости от направления вырезки образца

Направление вырезки образца Предел прочности сВ, МПа Предел текучести с0,2, МПа Относительное удлинение 5, %

Д 330-335 305-310 13,5-17,5

15° 330-340 300-305 13,0-15,0

30° 335-340 300-310 12,0-15,0

45° 330-335 305-315 14,0-16,0

60° 335-340 300-310 13,0-15,0

75° 335-340 305-310 14,0-15,0

П 330-340 300-305 13,5-17,0

Выводы

1. Показано, что наименьшая анизотропия и наиболее стабильные свойства в долевом и поперечном направлениях наблюдаются у листов толщиной 1,0, 1,5 и 3,0 мм, закаленных с температуры (525±5) °С после выдержки 20 мин.

2. Наиболее высокие значения прочности и условного предела текучести листов достигаются после искусственно-

го старения, выполняемого по режиму: температура нагрева 170 °С с выдержкой 10-14 часов.

3. Установлено, что листы в свежезакаленном состоянии обладают наилучшей технологичностью при гибке (0,8-1,2)^, где S - толщина листа. После естественного старения в течение 1 месяца у листов сохраняется удовлетворительная технологическая пластичность при гибке (1,3-1,6)^.

4. Листы сплава системы Al-Mg-Si-Cu могут поставляться потребителям в состоянии Т (закалка и естественное старение), в котором они сохраняют высокую технологическую пластичность без ограничения длительности естественного старения.

5. Показано, что на листах толщиной 1,5 мм как в состоянии Т, так и в Т1, отсутствует анизотропия механических свойств, что говорит об изотропности материала.

6. Для термической обработки в промышленных условиях листов сплава системы Al-Mg-Si-Cu рекомендован режим термической обработки - закалка в воду с температуры (525±5) °С после выдержки 20 мин. с последующим искусственным старением 170 °С с выдержкой 10-14 ч.

Литература

1. Алюминиевые сплавы. Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия, 1974. - 189 с.

2. Фридляндер И.Н., Систер В.Г., Грушко О.Е. и др. Алю-миниевые сплавы - перспективный материал в авто-

мобилестроении // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2002. - № 9. - С. 3-9.

3. Гуреева М.А., Грушко О.Е., Шамрай В.Ф., Овчинников В.В. Повышение штампуемости листов из сплава системы Al-Mg-Si, применяемых для холодной штамповки. // Куз-нечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2007.- №4.- С.20-27.

4. Новиков И.И., Золоторевский В.С. и др. Металловедение: Учебник в 2-х т. - М.: МИСиС. 2009. Т. II. - 528 с.

5. Колобнев И.Ф. Термическая обработка алюминиевых сплавов. М.: Металлургиздат. 1961. - 413 с.

6. Грушко О.Е., Овчинников В.В, Алексеев В.В., Шамрай В.Ф. Структура, способность к выдавке и свариваемость листов из сплавов системы Al-Mg-Si, легированных кальцием // Заготовительные производства в машиностроении. 2006. №3. С. 9-15.

П1ДВИЩЕННЯ ЯКОСТ1 АТМОСФЕРНОГО ПОВ1ТРЯ НА ОСНОВ1 УПРАВЛ1ННЯ ЕКОЛОГ1ЧНОЮ БЕЗПЕКОЮ ПРОМИСЛОВОГО ПЩПРИеМСТВА

Пляцук Л.Д.

Сумський державний утверситет, доктор техн1чних наук, професор, зав1дувач кафедри прикладной екологИ, Суми, Украша

Гурець Л.Л.

Сумський державний утверситет, кандидат техтчних наук, доцент, доцент кафедри прикладной екологИ, Суми, Украша

IMPROVING THE QUALITY OF ATMOSPHERIC AIR BASED ON MANAGEMENT OF ECOLOGICAL SAFETY OF INDUSTRIAL ENTERPRISES

Plyatsuk L.D. Sumy State University, Dr. Sci. (Tech.), Professor, head of the Department of Applied Ecology, Sumy, Ukraine Gurets L.L. Sumy State University, Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, associate professor of the Department of Applied Ecology, Sumy, Ukraine

АНОТАЦ1Я

На ochobí аналiзу управлшня яшстю атмосферного повиря в CTCTeMi населений пункт - промислове тдприемство розроблеш вимоги до вибору газоочисного обладнання. Промислове впровадження розробленого газоочисного апарату з вибраними контактними елементами показало високу ефектившсть очищення.

ABSTRACT

Based on the analysis of quality management of atmospheric air in the sy&em settlement - indu^rial enterprise developed the requirements for the selection of gas cleaning equipment. Indu^rial implementation of the developed gas cleaning apparatus with selected contact elements showed high cleaning efficiency.

Ключовi слова:еколопчна безпека, атмосферне повиря, газоочисне обладнання, ефектившсть

Keywords: ecological safety, atmospheric air, gas-cleaning equipment, efficiency

Постановка проблеми.

Еколопчш проблеми, яш пов'язаш з результатами дiяльностi людини, стають усе бшьш актуальними, поступово займа-ючи провщне мюце серед глобальних питань сучасностг Особливого значення цей напрям набувае у зв'язку з необхщшстю ршення завдань стшкого розвитку, що можливо лише на основi системного дослщження економiчних i еколопчних проблем, пов'язаних, в першу чергу, iз захистом довшлля вгд техногенно! до. Яшсть атмосферного повггря е одним з основних факгорiв формування еколопчно! безпеки в цшому. За даними Державно! служби статистики, в 2013 рощ викиди забруд-нюючих речовин в атмосферу вщ стацюнарних джерел складали 4295,1 тис. т забруднюючих речовин, що складае 63,9% вгд загального обсягу забруднюючих речовин. Тому дослщження i виршення проблеми забруднення повпряного басейну викидами промислових тдприемств е одними Гз завдань, яш необхщно вирiшувати у рамках загальних аспектiв охорони довшлля. Ця задача суттево ускладнюеться тим, що обсяги викидГв промислових пiдприемств складають десятки, а шодГ i сотш тисяч ку6Гчних метрiв за годину, i це ускладнюе застосування традицiйного газоочисного обладнання. Проблема може бути виршена шляхом впровадження маловщходних, безвщходних, замкнутих технологiй виробництва, однак в наш час

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.