Опробование технологии изготовления штампованных полуфабрикатов из сплава ИМВ2 (МА21) и их исследование

17.07.2019

В последнее время опубликован ряд работ, посвященных отработке технологии и изучению структуры и свойств листовых и прессованных полуфабрикатов из магниево-литиевых сплавов, разработанных как в России, так и в США. Однако совсем нет сведений о штампованных полуфабрикатах из этих сплавов.

Целью настоящей работы явилось опробование в промышленных условиях технологических процессов изготовления штамповок типа тел вращения (рис. 1, а) и типа кронштейнов (рис. 1, б) из магниеволитиевого сплава ИМВ2 состава, %: Mg—7-9 Li — 4-6 Al — 0,8-2 Zn — 0,15-0,3 Mn — 3-5 Cd (примеси: 0,01 Na; 0,005 К), а также исследование структуры и механических свойств данных полуфабрикатов.

Технологический процесс изготовления штамповок был спланирован таким образом, чтобы по результатам исследования можно было оценить влияние на механические и технологические свойства следующих параметров:

а) вид исходной заготовки (слиток, прессованный пруток);

б) температура нагрева заготовок при штамповке;

в) режимы стабилизирующего отжига.

В качестве исходной заготовки для изготовления штамповок использовались круглые обточенные слитки ф 320—340 мм, химический состав которых приведен в табл. 1. Штамповки типа тел вращения были изготовлены по двум технологическим схемам, отличающимся видом исходной заготовки. В одном случае использовался непосредственно слиток, в другом — промежуточная прессованпая заготовка ф 260 мм. Прессование промежуточной заготовки ф 260 мм производилось прямым методом из контейнера ф 370 мм.

Ковку заготовок вели, чередуя осадку с обкаткой. Следует отметить, что при осадке наблюдалось растрескивание некоторых заготовок, что говорит о необходимости применения специальных технологических схем ковки, обеспечивающих всестороннее сжатие, в частности осадку в контейнере.

Осаженные заготовки нагревали до температуры 280° С и подвергали предварительной штамповке, прошивке и окончательной штамповке. Для штамповок типа кронштейнов использовалась промежуточная прессованная заготовка в виде прутка ф 220 мм.

Для определения влияния температуры штамповки на механические свойства заготовки грели до температур 250 и 200° С для установления возможности повышения механических свойств за счет деформации при пониженных температурах. На штамповках были исследованы механические свойства в состоянии поставки (горячештампованные) и после стабилизирующих отжигов: 150° — 16 ч и 175° — 6 ч. Схема вырезки образцов из штамповок представлена на рис. 1.

В работе была исследована микро- и макроструктура штамповок. В качестве травителя для выявления микроструктуры использовался 25 %-ный раствор H3PO4 в этиловом спирте. Структура штамповок состоит из а-твердого раствора лития в магнии, в-твердого раствора магния в литии и марганцовистой фазы. Внутри а- и в-фаз наблюдаются мелкие округлые частицы твердого раствора Zn и Cd в соединении Al—Li (рис. 2).

Структура штамповок в горячештампованном состоянии рекристаллизована. Зерно довольно мелкое. Стабилизирующий отжиг существенно не меняет характера микроструктуры. Микроструктура штамповок по сравнению с катаными и прессованными полуфабрикатами характеризуется более полным протеканием процессов распада пересыщенных а- и в-твердых растворов, что обусловлено большим количеством нагревов перед штамповкой и замедленной скоростью охлаждения сравнительно массивных штамповок.

Исследование механических свойств штамповок показало, что вид исходной заготовки (пруток, слиток) и температура нагрева заготовок при деформации не оказали влияния на уровень свойств (табл. 2 и 3). Анизотропия свойств в долевом и поперечном (по ширине) направлениях практически отсутствует. Механические свойства обоих типов штамповок получены в пределах: ов = 21—23 кгс/мм2, o0,2 = 12,5—17,5 кгс/мм2, o0,2 = 17,0—21,5 кгс/мм2, b = 10—25%. На штамповке типа тела вращения в высотном направлении (зона вырезки 5) наблюдается снижение механических свойств до значений: ов = 18,5 кгс/мм2, b = 4,5%. Стабилизирующий отжиг не изменил механических свойств штамповок. На штамповках обоих типов во всех направлениях волокна характерно превышение предела текучести при сжатии над пределом текучести при растяжении.



Другие новости по теме:

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна