BashGU
Electronic Library

     
?

Details
Card Table RUSMARC

Губайдуллин, Марат Ильшатович. Структура, твердость и сопротивление коррозии крупнозернистого сплава Al-5%Mg с переходными металлами: выпускная квалификационная работа по программе бакалавриата. Направление подготовки 28.03.03: "Наноматериалы". Направленность (профиль): "Объемные наноструктурные материалы" / М.И. Губайдуллин; Уфимский университет науки и технологий, Физико-технический институт, Кафедра физики и технологии наноматериалов ; научный руководитель Е.В. Автократова; научный консультант О.Ш. Ситдиков. — Уфа, 2024. — 47 с. — <URL:https://elib.bashedu.ru/dl/diplom/2024/GubaidullinMI_28.03.03_Nanomateriali_bak_2024.pdf>. — Текст: электронный

Record create date: 9/9/2024

Subject: ВКР; бакалавриат; коррозия; аллюминевые сплавы; термическая обработка; различные режимы гомогенезации

Collections: Квалификационные работы бакалавров и специалистов; Общая коллекция

Allowed Actions: –

*^% Action 'Read' will be available if you login and work on the computer in the reading rooms of the Library

Group: Anonymous

Network: Internet

Document access rights

Network User group Action
Library BashGU Local Network Authenticated users Read
Library BashGU Local Network All
Internet Authenticated users Read
-> Internet All

Table of Contents

  • 1.1 Классификация алюминиевых сплавов
  • 1.2 Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые
  • термической обработкой
  • 1.3 Термообработка алюминиевых сплавов
  • 1.3.1 Методы отжига алюминиевых сплавов
  • 1.3.2 Закалка алюминиевых сплавов
  • 1.3.3 Старение алюминиевых сплавов
  • 1.4 Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые
  • термической обработкой (1)
  • 1.5 Алюминиевые сплавы системы Аl–Mg–Sc
  • 1.6 Общие понятия о коррозии, механизмы и типы коррозии
  • 1.7 Коррозия алюминиевых сплавов
  • ВВЕДЕНИЕ
  • 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
    • 1.1 Классификация алюминиевых сплавов
    • 1.2 Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые
    • термической обработкой
    • 1.3 Термообработка алюминиевых сплавов
      • 1.3.1 Методы отжига алюминиевых сплавов
      • 1.3.2 Закалка алюминиевых сплавов
  • Закалка не подходит для всех типов алюминиевых сплавов. Компоненты, такие как магний литий медь цинк и кремний необходимы для изменения структуры сплава, чтобы получить материал с улучшенными свойствами. Для изменения структуры сплав нагревают до высо...
    • 1.3.3 Старение алюминиевых сплавов
  • Естественное старение возможно из-за особого свойства алюминия, которое называется «свежезакаленное состояние». Свойства изделий значительно отличаются сразу после закалки и после некоторого времени пребывания на складе. Следует отметить, что искусств...
  • Термическая обработка алюминия позволяет улучшить его механические свойства, такие как прочность, твердость. Это особенно важно для применения алюминия в авиационной и автомобильной промышленности, где требования к материалам очень высоки.
  • Многие исследователи сосредоточили свое внимание на повышении коррозионной стойкости алюминиевых сплавов путем оптимизации процесса старения с целью изменения размера и распределения выделяющихся фаз.
  • Благодаря термической обработке также можно контролировать структуру сплава, улучшить его обработку и формуемость, а также уменьшить внутренние напряжения. Это позволяет производителям получать материалы с заданными характеристиками, что делает их кон...
  • Таким образом, термическая обработка сплавов алюминия играет важную роль в производстве и позволяет производителям получать материалы высокого качества, соответствующие современным требованиям промышленности. [15].
    • 1.4 Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые
    • термической обработкой
    • 1.5 Алюминиевые сплавы системы Аl–Mg–Sc
  • Разработка деформируемых сплавов Al Mg Sc началась в 1970 х годах в ИМЕТ им.Байкова и была продолжена в ВИЛСе. В настоящее время такие сплавы рассматриваются как замены дуралюминиев для крупногабаритных сварных конструкций воздушных судов. Такие сплав...
    • 1.6 Общие понятия о коррозии, механизмы и типы коррозии
  • Металлы и сплавы действительно являются одними из самых важных конструкционных материалов в современном мире. Воздействие внешних веществ на металлы может стать причиной их постепенного разрушения, например, коррозия металлических конструкций в атмосф...
  • Классификация коррозии обычно производится по трем основным направлениям: условиям процесса коррозии характеру разрушения и механизму протекания [23].
  • По условиям протекания процесса коррозию принято разделять на [25]:
    • 1.7 Коррозия алюминиевых сплавов
  • 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
  • Анализ литературных данных показал, что сплавы на основе алюминия остаются основным конструкционным материалом авиационных изделий. Для авиационной техники нового поколения разрабатываются новые значительно улучшенные алюминиевые сплавы и композиционн...
  • 1. Исследовать микроструктуру сплава 1570С после первой ступени гомогенизации (360 С, 6 часов - состояние поставки).
  • 2. Провести вторую ступень гомогенизации длительностью 1 час в интервале температур 425-520 С.
  • 3. Оценить микротвёрдость сплава до и после второй ступени гомогенизации.
  • 4. Исследовать микроструктуру слитка сплава после второй ступени гомогенизации.
  • 5. Оценить сопротивление коррозии сплава после первой и второй ступени гомогенизации.
  • 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 3.1 Материал исследования
    • 3.2 Методики исследования
      • 3.2.1 Методика термической обработки слитка из сплава 1570С
      • 3.2.2 Методика металлографических исследований
      • 3.2.3 Методика проведения электронно-микроскопического
      • анализа
      • 3.2.4 Методика измерения размера зерна
      • 3.2.5 Методика измерения микротвёрдости
      • 3.2.6 Методика определения скорости коррозии
  • 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
    • 4.1 Влияние режима гомогенизации на микротвёрдость сплава
  • Микротвердость слитка после первой ступени гомогенизации (360 С, 6 ч) составила примерно 107 HV (рисунок 4.1). Отжиг на второй ступени гомогенизации в интервале температур 425- 450 С приводил к плавному снижению значений микротвердости. Однако уже при...
    • 4.2 Микроструктура сплава после различных режимов гомогенизации
    • а б в
    • а б в (1)
  • Последующий высокотемпературный отжиг на второй ступени гомогенизации привел к постепенному укрупнению дисперсных выделений. Так, после отжига при температуре 450 С размер дисперсоидов увеличился до 10-20 нм (рисунок 4.6 (б)), а при максимальной темпе...
    • 4.3 Сопротивление коррозии сплава после различных режимов гомогенизации
    • Рисунок 4.7- Кинетика выделения водорода в коррозионной среде
    • Рисунок 4.8- Потеря массы
    • продемонстрировал образец после двухступенчатой высокотемпературной гомогенизации при температуре 520 С.
    • Коррозионное поражение изучали с поверхности, а также в поперечном сечении образцов (рисунки 4.9 и 4.10). Анализ поверхности образца после первой ступени гомогенизации показал, что коррозионному поражению подвергается как тело, так и границы зерен (р...
    • а б в
  • Рисунок 4.9- Коррозионное поражение на поверхности образцов после первой (а) и второй ступени гомогенизации при 450 С (б) и 520 С (в). Растровая электронная микроскопия.
  • а б в
    • гомогенизации в слитке остается неоднородность по химическому составу, а именно наличие по границам зерен нестабильной магниевой фазы (рисунок 4.4). Коррозионное поражение охватывает всю поверхность образцов и проникает на глубину до 300 мкм (рисунок ...
    • После второй ступени гомогенизации при температуре 450 С наблюдается лишь несколько очагов поражения глубиной до 150-200 мкм (рисунок 4.10(б)), которые могли образоваться в результате роста ямок при поражении поверхности тела зерен и их последующего о...
    • Таким образом, полученные результаты указывают на то, что проведение кратковременной высокотемпературной ступени гомогенизации обеспечивает устранение химической неоднородности литой структуры и повышает коррозионную стойкость сплава. Оптимальной темп...
  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ
    • В результате выполнения выпускной квалификационной работы были сделаны следующие выводы:
  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И
  • ЛИТЕРАТУРЫ
  • 1. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение: Учебник для вузов. Изд. 7-е.- СПБ.: ХимИздат, 2020. 784 с.
  • 2.Фридляндер, И.Н. Современные алюминиевые, магниевые сплавы и композиционные материалы на их основе / И.Н. Фридляндер // ВИАМ. – 2002. – С. 19-24.
  • 3. Луц, А.Р. Алюминий и его сплавы: Учебное пособие / А.Р. Луц, А.А. Суслина. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. С. 81-97.
  • 5.Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учебник для ВУЗов / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов. – 3-е изд., перераб. и доп. –М.: «МИСИС», 2001. С. 416-524.
  • 6. Белов, Н.А. Перспективные алюминиевые сплавы с добавками циркония и скандия. / Н.А. Белов, А.Н. Алабин // Цветные металлы. – 2007. – № 2. – С. 99-106.
  • 7.Скачков, В.М. Химическое легирование скандием, цирконием и гафнием сплавов на основе алюминия: автореферат дисс. ... канд. хим. Наук / В.М. Скачков. –Екатеринбург, 2013. – С. 47-54.
  • 8. Захаров В.В. О совместном легировании алюминиевых сплавов скандием и цирконием / В.В. Захаров // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2014. - №6. - С. 3-8.
  • 9. Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Металлургия. Промышленные алюминиевые сплавы, 1984. 528с.
  • 10. Фридляндер И. Н. Алюминиевые сплавы в летательных аппаратах в пери-оды 1970–2000 и 2001–2015 гг. / И. Н. Фридляндер // Технология легких сплавов. - 2002. - №4. – С. 12–17.
  • 11. Колобнев И.Ф. Термическая обработка алюминиевых сплавов: МеталлургИздат, 1961. 421 c.
  • 12 I.K. Choi, S.H. Cho, S.J. Kim, Y.S. Jo, S.H. Kim, Improved corrosion resistance of 5XXX aluminum alloy by homogenization heat treatment, Coatings 8 (2018) 3–9.
  • 13. Zhongqin Tang, Feng Jiang, Mengjun Long, Jingyu Jiang, Huifang Liu,Mengmeng Tong. Effect of annealing temperature on microstructure, me-chanical properties and corrosion behavior of Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy // Applied Surface Science 514 (2020) 146081.
  • 14. Новиков И.И. Теория термической обработки. Учебник. Изд. 3-е, испр. и доп. Новиков И.И. М., «Металлургия», 1978. 392 с.
  • 15. И.Ш. Валеев, А.Х. Валеева, Р.Р. Ильясов, Е.В. Автократова, С.В. Крымский, О.Ш. Ситдиков, М.В. Маркушев. Влияние электроимпульсной обработки на структуру и твердость криокатаного алюминия. Письма о материалах. 2021. Т.11. -№3.- С.351-356.
  • 16. Ковалёв Д.С. Технологические особенности алюминиевых сплавов 1201 и 01570 / Д.С. Ковалёв, В.Н. Шахов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики – 2014. Технические науки. – Железногорск: Изд-во СибГАУ, 2014. – С. 10-15.
  • 17. Han Zhanga, Dongdong Gua, Donghua Daia, Chenglong Maa, Yuxin Lia, Mengzhen Caoa, Shuhui Lic. Influence of heat treatment on corrosion behavior of rare earth element Sc modified Al-Mg alloy processed by selective laser melting // Applied Surface Sc...
  • 18. Корягин Ю.Д. Особенности рекристаллизации деформируемых алюминий-магниевых сплавов со скандием / Ю.Д. Корягин, С.И. Ильин //Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». -2017. – Т.17, №1. – С.65-72.
  • 19. G.N. Haidemenopoulos, A.I. Katsamas, H. Kamoutsi Thermodynamics-Based Computational Designof Al-Mg-Sc-Zr Alloys // Metallurgical and Materials Transactions A 2010 V. 41A,p.889-899.
  • 20. Ю. А. Филатов. Деформируемые сплавы на основе системы Al-Mg-Sc // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. №6 с.33-36.
  • 21. Ю. А. Филатов. Дальнейшее развитие деформируемых алюминиевых сплавов на основе системы Al–Mg–Sc // Технология легких № 2 2021, c. 12-22.
  • 22. Н.П.Жук, Курс теории коррозии и защиты металлов: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1976 г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2006.- 472 с.
  • 23. Томашов Н. Д., Чернова Г. П. Коррозия и коррозионно-стойкие сплавы. М., «Металлургия», 1973.
  • 24. Основы электрохимической коррозии металлов и сплавов: учеб. пособие / Л.Г. Петрова, Г.Ю. Тимофеева, П.Е. Демин, А.В. Косачев; под общ. ред. Г.Ю. Тимофеевой. – М.: МАДИ, 2016. – 148 с.
  • 25. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы. – М: «Академика», 2007. – 397 с.
  • 26. Б.Г. Лившиц Металлография. Учебник для вузов. Лившиц Б. Г.— М.: Металлургия, 1990. 337 с.
  • 27. Томашов Н. Д., Чернова Г. П. Коррозия и коррозионно-стойкие сплавы. М., «Металлургия», 1973.
  • 28. H. Yoshioka, H. Habazaki, A. Kawashima, K. Asami, K. Hashimoto The corrosion behavior of sputter-deposited A1-Zr alloys in 1M HCl solution // Corr. Sci. 33 (1992) 425–436.
  • 29. Z. Ahmad, B.J. Abdul Aleem, Effect of nano Al(Scx-1Zrx) precipitates on the mechanical and corrosion behavior of Al-2.5 Mg alloys, Mater. Corros. 62 (2011) 335–345.
  • 30. G.X. Xu, B.X. Tao, J.H. Liu, S.M. Li, Corrosion behavior of an Al-6Mg-Sc-Zr alloy, Rare Metals 24 (2005) 246–251.
  • 31. Y. Ma, X. Zhou, W. Huang, Y. Liao, X. Chen, X. Zhang, G. E. Thompson Crystallographic defects induced localised corrosion in AA2099-T8 aluminium alloy // Corrosion Engineering, Science and Technology 2015 V. 50 N.6 p. 420-424.
  • 32. Jia-lei Huanga, Jin-feng Lia, Dan-yang Liua, Rui-feng Zhangc, Yong-lai Chenb, Xu-hu Zhangb, Peng-cheng Mab, Rajeev Kumar Guptad, Nick. Birbilisc. Correlation of intergranular corrosion behaviour with microstructure in Al-Cu-Li alloy //Corrosion Sc...
  • 33. J. G. Brunner, J. May, H. W. Hoppel, M. Goken and S. Virtanen: Localised corrosion of ultrafine-grained Al–Mg model alloys’, Electrohim. Acta, 2010, 55, (6), 1966–1970.
  • 34. Сокол И.Я. Структура и коррозия металлов и сплавов / Справочное изда-ние / Сокол И. Я., Ульянин Е. А., Фельдгандлер Э. Г. и др. — М.: Метал-лургия, 1989. - 400 с.
  • 35. K.D. Ralston, N. Birbilis Effect of Grain Size on Corrosion: A Review //Corrosion science section. 2010.V. 66.- No.7. p.1-13.
  • 36. Zhongqin Tang, Feng Jiang, Mengjun Long, Jingyu Jiang, Huifang Liu,Mengmeng Tong. Effect of annealing temperature on microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy // Applied Surface Science 514 (2020) 146081.
  • 37. Du G., Deng J., Yan D., Zhao M. and Rong L. Coarsening behavior of Al3(Sc, Zr) precipitates and its influence on recrystallization temperature of Al-Mg-Sc-Zr Alloy // J. Mater. Sci. Technol. 2009. V. 25.-No 6.- P. 749-752.
  • 38. Watanabe C., Watanabe D., Monzen R. Coarsening behavior of Al3Sc precipi-tates in an Al–Mg–Sc Alloy // Mater. Trans. 2006.V. 47. -No 9.-P. 2285-2291.

Usage statistics

stat Access count: 0
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics