ПОЛУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОБРАЗЦОВ ИЗ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Cu-Li С ПОМОЩЬЮ ИЗЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО CO2-ЛАЗЕРА И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ТЕРМООБРАБОТКИ
Автор: Никита Алексеевич Павлов
Соавторы: Месензова И.С. Маликов А.Г., Оришич А.М., Карпов Е.В
Организация: Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук
Данная работа посвящена исследованию зависимостей механических характеристик сплавов авиационного назначения системы Al-Cu-Li 1441 и В-1461 от температуры закалки и режимов искусственного старения. Сварка производилась на автоматическом лазерном технологическом комплексе «Сибирь-1» собственного производства лаборатории №3 ИТПМ СО РАН. В рамках исследования изучались такие механические характеристики, как: прочность образцов на разрыв, предел текучести и величина относительного удлинения образцов при испытании на разрыв; измерялась микротвёрдость сваренных образцов в областях основного материала, зоны термического влияния (ЗТВ) и сварного шва. Также выявлялись закономерности в изменении микроструктуры образцов.
На основе более ранних исследований [1] были выбраны режимы закалки образцов после выдержки в течение 30 минут при температурах в диапазоне от 320 до 545 °C со скоростью нагрева до заданной температуры 5 °C/мин.
|
Графики зависимостей предела прочности σB (а) и относительного удлинения δ (б) от температуры закалки для сплавов 1441 и В-1461 |
В результате были получены режимы термообработки сплавов 1441 и В-1461, при которых достигается прочность образца 0.92 и 0.9 относительно основного сплава для В-1461 и 1441 соответственно. Величина относительного удлинения образцов из сплава В-1461 после закалки на одном из режимов увеличилась, и превысила таковую у основного сплава на 6.6 %, а после искусственного старения, при достижении уровня прочности 0.92, величина относительного удлинения стала выше на 3 %. Наблюдения на лазерном конфокальном микроскопе показали изменения микроструктуры образцов в области сварного шва и ЗТВ в зависимости от температуры закалки, вплоть до полного исчезновения границы сварной шов – основной материал сплава. На рисунке а для обоих сплавов наблюдается рост прочности при повышении температуры закалки в диапазоне 400-530 °C. Лучшим режимом по критерию прочности был выбран режим закалки при температуре 530 °C. Также на рисунке б видно, что для сплава В-1461 величина относительного удлинения растёт с ростом температуры закалки практически линейно, в то время как, для сплава 1441 однозначно выявить зависимость нельзя.
Благодарность: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда проект №17-79-20139.
1. Павлов Н.А., Месензова И.С., Маликов А.Г., Оришич А.М., Карпов Е.В. Оптимизация технологии лазерной сварки с использованием непрерывного СО2-лазера, алюминий-литиевых сплавов системы Al–Cu–Mg–Li для получения высокопрочных сварных соединений // Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии : тезисы докладов XII Всероссийской конференции молодых ученых – Новосибирск, 2018. – С. 116-117.
