CC BY
39
. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ
Научный редактор раздела докт. техн. наук, профессор Е.Б. Качанов
УДК 669.715
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 01570С СИСТЕМЫ Al-Mg-Sc ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ РКК «ЭНЕРГИЯ»*
Ю.А. Филатов, докт. техн. наук (ОАО ВИЛС, e-mail:[email protected]), ^^^^^^^ А.Д. Плотников, канд. техн. наук (ОАО РКК «Энергия», e-mail:[email protected])
Исследовали структуру и механические свойства листов, плит, прессованных прутков и профилей, раскатных колец, а также сварных соединений листов и плит из нового алюминиевого сплава 01570С. Полуфабрикаты в отожженном состоянии имеют нерекристаллизованную структуру и хорошее сочетание прочностных и пластических свойств. Наиболее высокой прочностью обладают листы (ав=450 МПа) и тонкостенные профили (ав=410 МПа). Прочностные свойства полуфабрикатов больших сечений - плит и раскатных колец, ниже (ав=380 МПа). Листы отличаются высоким сопротивлением малоцикловой усталости, низкой чувствительностью к концентратору напряжений и высоким сопротивлением развитию трещин. Прочность сварных соединений листов и плит составляет 0,84-0,95 прочности основного металла. Сплав 01570С исследованного состава представляет интерес как возможный конструкционный материал для изделий РКК «Энергия».
Ключевые слова: система Al-Mg-Sc, сплав 01570С, полуфабрикаты, сварные соединения, структура, свойства.
A Structure and Properties of Wrought 01570C Al-Mg-Sc Aluminium Alloy Semiproducts. Yu.A. Filatov, A.D. Plotnikov.
A structure and mechanical properties of sheets, plates, extruded bars and shapes, expanded rings manufactured of a new 01570C aluminium alloy, as well as welded joints in the sheets and plates of the alloy have been studied. As-annealed semiproducts have a nonrecrystallized structure and a good combination of strength and plastic properties. The sheets and thin-walled shapes have the highest strength, namely ultimate tensile strength of these products is = 450 and 410 MPa respectively. Strength of thick semiproducts (plates and expanded rings) is lower (UTS is =380 MPa). The sheets offer high low cycle-fatigue strength, low susceptibility to a stress concentrator and have high crack growth resistance. Strength of welded joints in the sheets and plates is 0.84-0.95 of base metal strength. The investigated 01570C alloy is of interest as a potential structural material which can be used in the field of space vehicle manufacture.
Key words: Al-Mg-Sc system, 01570C alloy, semiproducts, welded joints, structure, properties.
Введение
В ракетно-космической технике нашел применение коррозионно-стойкий свариваемый сплав 01570 системы М-М^-Бе, разработан-
ный в ВИЛСе совместно с ИМЕТ им. А.А. Бай-кова и рядом других организаций в конце 70-х годов прошлого века [1]. Из сплава 01570 были изготовлены, в частности, круп-
* В работе принимали участие Ю.П. Пименов, Д.А. Шадаев, Я.Л. Соломоник, Л.И. Панасюгина, Е.А. Аксенова, Н.А. Михайлина (ВИЛС), В.И. Ефремов, Е.Е. Ценцеря (РКК «Энергия»).
ногабаритные, геометрически сложные, силовые штампосварные конструкции с минимальным полетным весом [2, 3]. Также сплав 01570 в виде поковок использовали в конструкции космических аппаратов для силовых деталей (балок, кронштейнов) приборного отсека [4, 5]. Установлена высокая работоспособность листов из сплава 01570 в крупногабаритных сварных емкостях [4]. Сплав 01570 может эксплуатироваться во влажной атмосфере и в контакте с компонентами топлива [3-5]. Вместе с тем отмечается, что по характеристикам конструкционной прочности сплав 01570 уступает основному самолетному сплаву Д16ч [6]. Проведенными в ОАО ВИЛС исследованиями установлено, что такие важные характеристики конструкционной прочности сплава 01570, как статическая и циклическая трещиностойкость, могут быть улучшены за счет снижения содержания примесей железа и кремния и некоторого уменьшения среднего содержания основных легирующих компонентов [7]. Скорректированный по химическому составу вариант сплава 01570 с улучшенными показателями тре-щиностойкости получил обозначение (марку) 01570С.
В настоящей статье приведены результаты исследования структуры и механических свойств различных видов деформированных полуфабрикатов из сплава 01570С [8], изготовленных в ОАО ВИЛС для технологического опробования в ОАО РКК «Энергия».
Материал и методы исследования
Сплав готовили в плавильно-литейном агрегате с газовым нагревом в печи емкостью 25 т. Масса плавки 11 т. Расплав рафинировали аргоном. Методом полунепрерывного литья отливали круглые слитки диаметром
370 мм и плоские слитки прямоугольного сечения 170x570 мм. Фактический химический состав полученного сплава приведен в табл. 1.
Слитки гомогенизировали, после чего подвергали механической обработке - обточке (круглые) и фрезеровке поверхностей (плоские). Из круглых литых заготовок изготовили прессованные прутки диаметрами 90 и 180 мм, тонкостенные прессованные профили с диаметром описанной окружности 84 мм, раскатные кольца чистовых размеров (О хО х высота) 920x720x120 мм
4 нар внутр '
и 920x820x120 мм, а также сварочную проволоку диаметром 2,5 мм. Из плоских литых заготовок изготовили горячекатаные плиты размером (толщинахширинахдлина) 12x900x1400 мм и 35x1000x1500 мм, а также холоднокатаные листы размером 2,5x850x1200 мм. Все полуфабрикаты, кроме сварочной проволоки, отожгли. Пластины размером 200x400 мм, вырезанные из отожженных листов и плит, сваривали между собой аргонодуговой (АрДС) и электроннолучевой (ЭЛС) сваркой. Сварной шов располагался вдоль направления волокна. Изготовленную сварочную проволоку использовали как присадочный материал при АрДС. Сварку выполняли в ОАО НИАТ.
Микроструктуру слитков, полуфабрикатов и сварных соединений исследовали с помощью светового микроскопа «Неофот-2» на шлифах, подвергнутых анодному оксидированию. Съемку вели в поляризованном свете. Фазовый состав определяли с помощью сканирующего электронного микроскопа КУКУ с микроанализатором Ыогап. Металлографические исследования выполнены канд. техн. наук В.В. Белоцерковцем, Л.Г. Карсановой и Т. А. Мухиной .
Таблица 1 Химический состав сплава 01570С, Al-основа (% мас.)
Mg Sc Mn Zr Ti Be Ce Fe Si Fe/Si
5,5 П р и м 0,23 е ч а н и е. 0,34 1. Содержг 2. Содержа 0,07 эние Ce по ние водор< 0,03 расчету ши ада 0,37 см 0,002 хты. 3/100 г. 0,0005 0,07 0,02 3,5
Определяли механические свойства полуфабрикатов: предел прочности ав, предел текучести условный а02, относительное удлинение 5, относительное сужение поперечного сечения у. Механические свойства прутков определяли по ГОСТ 1497-84 на цилиндрических образцах с диаметром рабочей части йо=5 мм и начальной расчетной длиной /о=25 мм. Свойства профиля определяли по ГОСТ 11701-84 на плоских образцах с шириной рабочей части Ьо=10 мм и начальной расчетной длиной /о=30 мм, вырезанных из стенки толщиной 2,5 мм. Механические свойства плит определяли в двух направлениях по ГОСТ 1497-84 на цилиндрических образцах с йо=5 мм и /о=50 мм. Механические свойства листа определяли в двух направлениях по ГОСТ 11701-84 на плоских образцах с Ьо=20 мм и /о=80 мм.
Проводили испытания листов на усталость по ГОСТ 25.502-79 на вырезанных в долевом направлении гладких образцах и образцах с концентратором напряжений в виде отверстия диаметром 6,5 мм (коэффициент концентрации напряжений аст=2,6) при коэффициенте асимметрии цикла Я=0,1, частоте нагружения f=5 Гц на базе 104 циклов. Испытания на усталость проведены Г.Д. Лебедевым и Л.М. Комаровой.
Характеристику циклической трещиностой-кости - скорость роста усталостной трещины (СРТУ) в листах - определяли в соответствии с ОСТ 1 92127-90 на вырезанных в двух направлениях образцах в виде пластины с центральным надрезом (тип ЦНР). Ширина пластины 160 мм. Длина надреза 4 мм. Нагру-жение осуществляли по синусоидальному циклу с f=5 Гц и Я=0,1. За развитием трещины наблюдали визуально с одной поверхности образца, которую предварительно полировали и размечали с нанесением реперных линий через 1,0 и 2,0 мм. Расчет СРТУ проводили на ЭВМ по специальной программе, используя полиномиальный метод по семи точкам. Значения СРТУ определяли при размахах коэффициента интенсивности напряжений ДК, равных 10, 15, 20, 25, 30 и 31,2 МПал/м. Испытания на СРТУ выполнены докт. техн. наук Е.И. Швечко-вым и Е.В. Азановой.
Механические свойства раскатных колец определяли в трех направлениях по
ГОСТ 1497-84 на цилиндрических образцах с й =5 мм и 1 =25 мм.
оо
Сварные соединения испытывали по ГОСТ 6996-66 на статическое растяжение с определением предела прочности сварного соединения авсв и на ударный изгиб с определением ударной вязкости (КСи). Прочность сварных соединений определяли на плоских образцах типа XII и XIII (в отдельных, специально оговоренных случаях на цилиндрических образцах типа III). Ударную вязкость определяли на образцах типа VIII (лист) и типа VI (плита) с надрезом и-образного вида, расположенным по металлу шва. Работа по определению механических свойств полуфабрикатов и сварных соединений выполнена под руководством докт. техн. наук Н.А. Воробьева.
Результаты и обсуждение
Как видно из табл. 1, сплав 01570С исследуемого состава отличается высокой чистотой по содержанию Ге и Б1 (Х(Ге+Б1)=0,09 %). По химическому составу исследуемый сплав соответствует патенту [8].
Слиток имеет исключительно мелкозернистую недендритную структуру со средней величиной зерна 44 мкм (рис. 1). В слитке присутствуют первичные кристаллы интерме-таллида А1(Ге, Мп), нерастворившиеся части-
Рис. 1. Микроструктура (х100) гомогенизированного слитка сплава 01570С
цы Р-фазы, первичные кристаллы интерме-таллида А13(Бс, 7г) и выделения фазы Mg2S¡ (рис. 2). Частицы этих фаз значительно мельче, чем в сплаве 01570.
Структура прессованных полуфабрикатов при прессовании. Для слабодеформирован-(рис. 3-5) зависит от степени деформации ного прутка диаметром 180 мм (вытяжка при
Рис. 2. Фазы в гомогенизированном слитке сплава 01570С
Рис. 3. Микроструктура (х100) отожженного прессованного прутка диаметром 180 мм из сплава 01570С:
а - долевое сечение; б - поперечное сечение
Рис. 4. Микроструктура (х100) отожженного прессованного прутка диаметром 90 мм из сплава 01570С:
а - долевое сечение; б - поперечное сечение
Рис. 5. Микроструктура (х100) отожженного прессованного тонкостенного профиля из сплава 01570С:
а - долевое сечение; б - поперечное сечение
прессовании А=4) характерна нерекристал-лизованная структура со слегка вытянутыми в направлении прессования зернами (см. рис. 3). Значительно более вытянуты зерна в прутке диаметром 90 мм, полученном с боль-
шей вытяжкой А=16 (см. рис. 4). Наиболее тонкое строение имеет структура тонкостенного профиля (см. рис. 5). Аналогичная зависимость наблюдается у катаных полуфабрикатов (рис. 6-8). Для слабодеформирован-
Рис. 6. Микроструктура (х100) отожженной плиты толщиной 35 мм из сплава 01570С:
а - долевое сечение; б - поперечное сечение
Рис. 7. Микроструктура (х100) отожженной плиты толщиной 12 мм из сплава 01570С:
а - долевое сечение; б - поперечное сечение
Рис. 8. Микроструктура (х100) отожженного листа толщиной 2,5 мм из сплава 01570С:
а - долевое сечение; б - поперечное сечение
ной горячекатаной плиты толщиной 35 мм, полученной с суммарным обжатием при прокатке е=75 %, что примерно соответствует 4-кратной вытяжке, характерна нерекристал-лизованная структура с небольшой вытянуто-стью зерен (см. рис. 6). Значительно более вытянутые зерна наблюдаются в структуре плиты толщиной 12 мм (е=92 %) (см. рис. 7). Листы имеют ярко выраженную нерекрис-
таллизованную «волокнистую» структуру, вытянутую в направлении прокатки (см. рис. 8). Для структуры раскатного кольца характерно наличие нерекристаллизованных зерен, слегка вытянутых в направлении раскатки (рис. 9).
Механические свойства прессованных полуфабрикатов, плит и листов приведены в табл. 2 и 3.
Таблица 2 Механические свойства прессованных полуфабрикатов из сплава 01570С в отожженном состоянии (долевое направление)
Полуфабрикат о , МПа в' о02, МПа 8, % V, %
Пруток 0 180 мм 386-394 391 259-263 260 23,2-24,8 24,2 -
Пруток 0 90 мм 409-422 416 301-318 310 18,8-18,8 18,8 42,6-42,8 42,7
Профиль с толщиной стенки 2,5 мм П р и м е ч а н и е. Здесь и в последу значения, в знаменателе - средние. 414-419 417 /ющих таблицах в ч 333-336 334 ислителе приведе* 18,0-18,7 18,5 ны минимальные максимальные
Таблица 3
Механические свойства отожженных плит и листов из сплава 01570С в долевом (Д) и поперечном (П) направлениях
Полуфабрикат Направление а , МПа в' оа2, МПа 8, % V, %
Д 368-383 249-265 15,0-17,0 33,4-35,5
Плита 35 мм 377 257 16,1 34,3
П 377-385 254-299 17,8-18,0 35,1-40,2
380 275 17,9 38,1
Д 412-423 257-285 13,4-15,2 17,8-20,5
Плита 12 мм 417 274 14,5 18,9
П 395-400 272-287 16,8-17,8 47,3-48,7
398 280 17,3 47,9
Д 444-453 331-332 13,4-14,6
Лист 2,5 мм 449 332 14,0 -
П 434-440 333-341 19,5-20,9
437 338 20,3
Наблюдается определенная взаимосвязь между характером структуры деформированного полуфабриката и его механическими свойствами. Чем выше степень деформации и соответственно чем тоньше и чем более вытянуты зерна, тем выше прочностные свойства. Наиболее высокой прочностью обладают лист и профиль (см. табл. 2, 3) с сильно вытянутыми в направлении прокатки и прессования, очень тонкими зернами (см. рис. 8 и 5), при этом относительное удлинение остается на высоком уровне. Для листа характерна заметная анизотропия по показателю 5, которая практически отсутствует у толстой плиты. Слабо продеформированные полуфаб-
рикаты - пруток диаметром 180 мм и плита толщиной 35 мм, имеют слабо вытянутую зеренную структуру (см. рис. 3 и 6) и более низкие прочностные свойства (см. табл. 2, 3).
Результаты испытания на усталость гладких образцов и образцов с концентратором напряжений приведены в табл. 4.
На основе полученных результатов (см. табл. 4) для данных условий испытания (М=104 циклов, ап=2,6, Г=5 Гц, Я=0,1) величина эффективного коэффициента концентрации напряжений Ка=1,4. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что испытываемые листы из сплава 01570С данного химического состава обладают высоким со-
Таблица 4
Сопротивление усталости отожженного листа толщиной 2,5 мм из сплава 01570С, долевое направление, f=5 Гц, Я=0,1, база 104 циклов
Число циклов до разрушения N при различных значениях максимального напряжения цикла атах, МПа
Образец 400 350 300 250
Отд. Ср. Отд. Ср. Отд. Ср. Отд. Ср.
А 3650 5400 6300 5117 19010 9400 13560 10657 - - - -
Б - - 1310 1500 1720 1510 5080 5190 5780 5350 9760 11760 12500 11340
П р и м е ч а н и е. А - гладкий образец; Б -отдельных образцов; Ср. - средние значения. с концентратором напряжений ао=2,6; Отд. - значения N для
противлением малоцикловой усталости и низкой чувствительностью к концентратору напряжений.
Результаты испытаний на СРТУ представлены в табл. 5.
Скорость роста усталостных трещин в листах из используемого в самолетостроении алюминиевого сплава 1163 (Д16оч) в состоянии Т составляет 0,24 и 0,20 мм/кцикл в направлениях П-Д и Д-П соответственно при ДК=15 МПал/м и 2,25 и 2,0 мм/кцикл в направлениях П-Д и Д-П соответственно при ДК=31,2 МПал/м [9]. Как видно из табл. 5, по сопротивлению развитию усталостных трещин при больших ДК отожженые листы из сплава 01570С исследуемого состава находятся на одном уровне с листами из одного из
наиболее трещиностойких авиационных сплавов 1163. Сплав 1163 является несварива-емым и применяется для клепаных конструкций.
Механические свойства раскатных колец приведены в табл. 6.
Как видно из табл. 6, механические свойства колец соответствуют их структуре (см. рис. 9). Можно отметить высокую изотропность колец по структуре и механическим свойствам и высокую пластичность. По прочностным характеристикам кольца находятся на одном уровне с толстой плитой и массивным прутком (ав=380 МПа, а02=260 МПа).
Микроструктура сварных соединений показана на рис. 10. Наиболее благоприятной можно считать структуру сварного соедине-
Таблица 5
Скорость роста усталостных трещин da/dN (мм/кцикл) в отожженных листах толщиной 2,5 мм из сплава 01570С в зависимости от величины ДК (МПаТм) при Н=0,1
Направление вырезки образца Образец 10 15 20 25 30 31,2
1 0,25 0,42 0,63 1,00 1,67 1,94
П-Д 2 0,24 0,44 0,65 1,03 1,69 1,94
3 0,24 0,44 0,68 1,08 1,89 2,16
4 0,27 0,47 0,71 0,93 1,68 2,15
Д-П 5 0,27 0,44 0,63 0,96 1,59 1,98
6 0,22 0,42 0,64 0,86 1,48 1,83
Таблица 6 Механические свойства отожженных раскатных колец из сплава 01570С
Чистовые размеры кольца, 0 хО хЬ, мм ^ ' нар внутр ' Направление о , МПа в о0,2, МПа 8, % V, %
920x720x120 X 384-397 391 260-267 264 25,2-27,6 26,0 41,5-51,6 46,6
Р 377-382 380 252-254 253 27,6-27,6 27,6 31,9-43,0 35,7
В 408-408 408 283-284 284 23,2-26,4 24,8 38,4-41,5 40,0
920x820x120 П р и м е ч а н и е. Ь - X 405-407 406 274-274 274 21,6-22,8 22,2 34,4 -49,6 42,0
Р 376-378 377 256-261 259 21,6-21,6 21,6 41,1-51,5 46,3
В высота кольц 388-388 388 э; X - хордовое; Р 265-269 267 - радиальное; В - 15,2-19,6 17,4 высотное. 23,0-24,8 23,9
Рис. 10. Микроструктура (х100) сварных соединений отожженных листов и плит из сплава 01570С в районе зоны сплавления (слева шов, справа основной металл):
а - лист 2,5 мм АрДС; б - плита 12 мм ЭЛС; в - плита 35 мм АрДС; г - плита 35 мм ЭЛС
ния тонкой плиты (12 мм), выполненного ЭЛС (рис. 10, б), - мелкозернистый металл сварного шва и отсутствие рекристаллизации в зоне термического влияния (ЗТВ). Зона сплавления при ЭЛС толстой плиты характеризуется более крупным зерном (рис. 10, г), при АрДС наблюдается рост зерна в ЗТВ (рис. 10, а, в), а также в металле шва (рис. 10, в). Возможность протекания процессов рекристаллизации в зоне сплавления при АрДС листов из А1-М^-Бс-сплава отмечается в литературе [10].
Механические свойства сварных соединений листов и плит, выполненных АрДС и ЭЛС, приведены в табл. 7.
Как видно из данных табл. 7, прочность сварных соединений тонких листов, выполненных АрДС, близка к прочности основного металла (авсв/ав=0,92) на образцах с усилением и проплавом. При ЭЛС плит толщиной 12 мм из сплава 01570С получены сварные соединения с высокой ударной вязкостью металла шва и практически равнопрочные основному металлу: а =377 МПа, а /а =0,95, КСи=67Дж/см2.
всв всв' в 1 17
При сварке плит толщиной 35 мм из сплава 01570С, как АрДС, так и ЭЛС, прочность сварного соединения составляет около 85 % прочности основного металла.
Таким образом, проведенными исследованиями структуры и механических свойств
Таблица 7 Механические свойства сварных соединений отожженных листов и плит из сплава 01570С
Свариваемый полуфабрикат Способ сварки Прочность Ударная вязкость
Тип образца по ГОСТ 6996 о , МПа всв' Место разрушения о /о всв' в Тип образца по ГОСТ 6996 KCU, Дж/см2
Лист 2,5 мм АрДС XIII 396-417 404 ЗС 0,92 VIII 39-47 43
Плита 12 мм АрДС XIII 338-351 345 Ш 0,87 - -
ЭЛС XIII 371-386 377 ЗС, Ш 0,95 VI 64-70 67
Плита 35 мм П р и м е ч г АрДС XII 312-330 321 Ш 0,84 VI 38-39 39
ЭЛС н и е. 1. С 2. о В со 3. Об 4. ЗС III бразцы типов - предел проч ответственно. разцы типов V - зона сплав; 335-339 337 XII и XIII с неуда; ности листа и пл I и VIII с надрезо 1ения, Ш - мета Ш ленным утоли ит толщиной м по металл лл шва. 0,89 ением шва 12 и 35 мм шва. . , равный 437, 398 и 380 МПа
листов, плит, прессованных прутков и профилей, раскатных колец, а также сварных соединений листов и плит из нового сплава 01570С системы М-М^-Бе, отличающегося от обычного сплава 01570 в основном более высокой чистотой по примесям железа и кремния, установлено, что исследованные полуфабрикаты в отожженном состоянии имеют нерекристаллизованную структуру и обладают хорошим сочетанием прочностных и пластических свойств. Максимальные значения прочностных свойств имеют листы толщиной 2,5 мм: ав=450 МПа, а02=330 МПа, минимальные - плиты толщиной 35 мм и раскатные кольца: ав=380 МПа, а02=260 МПа. Прочность полуфабриката зависит от характера зеренной структуры, которая, в свою очередь, определяется степенью деформации при обработке давлением.
При исследовании сварных соединений листов и плит выявлено, что в принципе можно получить сварное соединение, практически равнопрочное основному металлу. Этот уровень был достигнут при ЭЛС плит толщиной 12 мм. Что касается сварки толстых плит (35 мм), то полученный уровень прочности сварных соединений (84 % прочности основного металла при АрДС и 89 % при ЭЛС) может быть, по-видимому, повышен за счет приме-
нения более совершенных способов дуговой сварки, например гелиеводуговой, и за счет усовершенствования режимов ЭЛС. Высокие значения ударной вязкости металла шва (до 70 Дж/ем2) могут быть объяснены высокой чистотой металла данной плавки по примесям железа и кремния. Этим же можно объяснить низкую чувствительность исследованных листов к концентратору напряжений и высокое сопротивление развитию трещин в них, а также высокую пластичность раскатных колец во всех трех направлениях.
Как уже было отмечено, исследованные листы из сплава 01570С по величине СРТУ при больших ДК находятся на одном уровне с листами из авиационного сплава 1163Т и даже превосходят их, однако при малых ДК лучшие показатели все-таки имеют листы из сплава 1163Т. Следовательно, для сохранения достигнутого уровня циклической трещи-ностойкости в дальнейших плавках сплава 01570С должен быть сохранен достигнутый в данной работе уровень чистоты сплава по примесям железа и кремния. Представляется целесообразным не превышать суммарное содержание этих примесей в сплаве 01570С, равное 0,10-0,12 %.
Выше было отмечено, что изготовленные толстые плиты и раскатные кольца имеют
более низкий уровень прочностных свойств, чем листы, тонкие прутки и тонкостенные профили. Однако для крупногабаритных герметичных сварных конструкций космического назначения представляют интерес именно толстые плиты (35 мм) и раскатные кольца большого сечения. Задача повышения прочности этого вида полуфабрикатов из сплава 01570С (как и для других сплавов этой системы) является актуальной. Повысить прочность толстых плит и раскатных колец можно будет, вероятно, за счет усовершенствования схем деформации и режимов отжига. Для изучения такой возможности необходимо провести специальные исследования.
Выводы
1. Основное преимущество нового термически неупрочняемого сплава 01570С системы А!-М^-Бе - возможность обеспечения достаточно высокого уровня прочностных свойств без применения трудно реализуемой на практике упрочняющей термической обработки (закалки и старения) крупногабаритных деталей.
2. Деформированные полуфабрикаты из сплава 01570С в отожженом состоянии имеют нерекристаллизованную структуру и хорошее сочетание прочностных и пластических
свойств. Наиболее высокий уровень прочности имеют листы (ав=450 МПа) и тонкостенные профили (ав=410 МПа), более низкие прочностные свойства у плит толщиной 35 мм и раскатных колец (ав=380 МПа). Листы обладают высоким сопротивлением малоцикловой усталости, низкой чувствительностью к концентратору напряжений и высоким сопротивлением развитию трещин.
3. Прочность сварных соединений полуфабрикатов из сплава 01570С может достигать уровня 95 % прочности основного металла. В настоящей работе этот уровень прочности достигнут после элекронно-лучевой сварки отожженных плит толщиной 12 мм. Сварные соединения имеют высокую ударную вязкость металла шва (KCU до 70 Дж/см2).
4. Сплав 01570С представляет интерес как возможный конструкционный материал для изделий РКК «Энергия». В дальнейших плавках сплава 01570С, предназначенных для изделий РКК «Энергия», следует поддерживать достигнутый в настоящей работе уровень чистоты металла по примесям железа и кремния, их суммарное содержание должно быть не более 0,10-0,12 %. Необходимо провести специальные исследования с целью изыскания путей повышения прочностных свойств полуфабрикатов больших сечений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авт. свид. 704266 СССР/Дриц М.Е., Торопо-ва Л.С., Быков Ю.Г., Елагин В.И., Филатов Ю.А., Захаров В.В., Золоторевский Ю.С., Макаров А.Г. Опубл. 21.08.1979.
2. Величко И.И., Додин Г.В., Метелев Б.К. и др. Проблемы применения алюминиевых сплавов 01570, 01421, 01535 и других, легированных скандием//Международн. научно-практич. конф. «Скандий и перспективы его использования». 18-19 окт. 1994. Тез. докл. - М.: 1994. С. 15.
3. Величко И.И., Додин Г.В., Метелев Б.К. и др. Особенности сплавов 01570 и 01421 со скандием и опыт их применения//Технология легких сплавов. 1997. № 5. С. 19-23.
4. Маркачев Н.А., Ковтун В.А., Буханова Н.М., Лавочкина Л.Л. Опыт создания сварных герметичных конструкций из алюминиевого сплава 01570//Технология легких сплавов. 1997. № 5. С. 14-18.
5. Малинкина Т.И., Маркачев Н.А., Ковтун В.А., Буханова Н.М. Сварные конструкции из алюминиевого сплава 01570//Сварочное произ-
водство. 1998. № 1. С. 17-20.
6. Елагин В.И., Захаров В.В., Филатов Ю.А. О
перспективах применения нового высокопрочного свариваемого сплава 01570 (А!-М^-8е) в самолетостроении//В кн.: Обработка легких и специальных сплавов. - М.: ВИЛС. 1996. С. 124-133.
7. Елагин В.И., Швечков Е.И., Филатов Ю.А., Захаров В.В. Трещиностойкость листов из сплавов А!-М^-8е//Технология легких сплавов. 2005. № 1-4. С. 40-44.
8. Пат. 2233345 РФ/Филатов Ю.А., Давыдов В.Г., Елагин В.И. и др. Опубл. 27.07.2004. - Бюл. № 21.
9. Швечков Е.И., Захаров В.В., Ростова Т.Д. К
вопросу о выборе марки алюминиевого сплава для обшивочных листов//Технология легких сплавов. 2003. № 1. С. 17 -21.
10. Лукин В.И., Филатов Ю.А., Панасюгина Л.И. Особенности сварки алюминиевых сплавов со скандием//Технология легких сплавов. 1997. № 5. С. 10-13.
