Influence of Sc:Zr ratio on corrosion resistance of ultrafine-grained Al-Mg alloys. I. Investigation of structure and physical-mechanical properties

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

The results of studies of the microstructure and physical and mechanical properties (resistivity, microhardness) of cast and ultrafine-grained (UFG) Al-Mg alloys with different magnesium content (2.5, 4.0, 6.0% wt) and different Sc/Zr ratio (0.45–2.20) are presented. Cast alloys are obtained by induction casting, UFG microstructure in aluminum alloys is formed by equal-channel angular pressing. The effect of the temperature of 30-minute annealing on the microhardness and electrical resistivity of aluminum alloys is investigated. The temperature and time intervals of stability of solid solution and granular microstructure of aluminum alloys are determined. The effect of the Sc/Zr ratio on the composition of the released particles and the nature of the decomposition of the solid solution is analyzed.

Sobre autores

N. Kozlova

National Research Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky

Autor responsável pela correspondência
Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Nizhny Novgorod

A. Nokhrin

National Research Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Nizhny Novgorod

V. Chuvil'deev

National Research Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Nizhny Novgorod

I. Shadrina

National Research Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Nizhny Novgorod

A. Bobrov

National Research Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Nizhny Novgorod

M. Chegurov

National Research Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Nizhny Novgorod

V. Kopylov

National Research Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Nizhny Novgorod

Bibliografia

  1. Filatov, Y. New Al-Mg-Sc alloys / Y. Filatov, V. Yelagin, V. Zakharov // Mater. Sci. Eng. A. 2000. V.280. P.97-101.
  2. Davydov, V. Scientific principles of making an alloying addition of scandium to aluminium alloys / V. Davydov, T. Rostova, V. Zakharov, Y. Filatov, V. Yelagin // Mater. Sci. Eng. A. 2000. V.280. P.30-36.
  3. Belkin, O. Analysis of contributions of plastic deformation and intergranular corrosion to corrosion-fatigue failure of Al-Mg alloys / O. Belkin, V. Chuvil'deev, M. Chegurov, A. Nokhrin, A. Sysoev // Mater. Lett. 2025. V.389. Art.138411.
  4. Avtokratova, E. The processing route towards outstanding performance of the severely deformed Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy / E. Avtokratova, O. Sitdikov, M. Markushev, M. Linderov, D. Merson, A. Vinogradov // Mater. Sci. Eng. A. 2021. V.806. Art.140818.
  5. Malopheyev, S. Deformation structure and strengthening mechanisms in an Al-Mg-Sc-Zr alloy / S. Malopheyev, V. Kulitskiy, R. Kaibyshev // J. Alloys Compd. 2017. V.698. P.957-966.
  6. Добаткин, С.В. Повышение прочности и пластичности Al-Mg-Mn сплавов, легированных цирконием и скандием, при равноканальном угловом прессовании / С.В. Добаткин, В.В. Захаров, Ю. Эстрин, Т.Д. Ростова, О.Г. Уколова, А.В. Чиркова // Технология легких сплавов. 2009. No3. С.46-59.
  7. Vinogradov, A. Fatigue life of fine-grained Al-Mg-Sc alloys produced by equal-channel angular pressing / A. Vinogradov, A. Washikita, K. Kitagawa, V. Kopylov // Mater. Sci. Eng A. 2003. V.349. P.318-326.
  8. Furukawa, M. Influence of magnesium on grain refinement and ductility in a dilute Al-Sc alloy / M. Furukawa, A. Utsunomiya, K. Matsubara, Z. Horita, T. Langdon // Acta Materialia. 2001. V.49. P.3829-3838.
  9. Avtokratova, E. Extraordinary high-strain rate superplasticity of severely deformed Al-Mg-Sc-Zr alloy / E. Avtokratova, O. Sitdikov, M. Markushev, R. Mulyukov // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V.538. P.386-390.
  10. Mochugovskiy, A.G. The chemical composition influence on the microstructure and superplasticity of the Al-Mg-Si-Zr-Sc-based alloys / A.G. Mochugovskiy, E.U. Chukwuma, N.Yu. Tabachkova, A.V. Mikhaylovskaya // Mater. Sci. Eng. A. 2025. V.928. Art.148063.
  11. Ralston, K. Revealing the relationship between grain size and corrosion rate of metals / K. Ralston, N. Birbilis, N. Davies // Scripta Materialia. 2010. V.63. P.1201-1204.
  12. Ralston, K. Effect of grain size on corrosion of high purity aluminum / K. Ralston, D. Fabijanic, N. Birbilis // Electrochem. Acta. 2011. V.56. P.1729-1736.
  13. Sun, F. Effect of Sc and Zr additions on microstructures and corrosion behavior of Al-Cu-Mg-Sc-Zr alloys / Sun F., Nash G., Li Q., Liu E., He C., Shi C., Zhao N. // J. Mater. Sci. Tech. 2017. V.33. P.1015-1022.
  14. Bałkowiec, A. Influence of grain boundaries misorientation angle on intergranular corrosion in 2024-T3 aluminium / A. Bałkowiec, J. Michalski, H. Matysiak, K. Kurzydlowski // Mater. Sci.-Pol. 2011. V.29. P.305-311.
  15. Zhang, X. Corrosion behaviour of AA6082 Al-Mg-Si alloy extrusion : Recrystallized and non-recrystallized structures / Zhang X., Zhou X., Nilsson J., Dong Z., Cai C. // Corros. Sci. 2018. V.144. P.163-171.
  16. Yang, J. Improve sensitization and corrosion resistance of an Al-Mg alloy by optimization of grain boundaries / Yang J., Heckman N., Velasco L., Hodge A. // Sci. Rep. 2016. V.6. Art.26870.
  17. Захаров, В.В. Современные тенденции развития алюминиевых сплавов, легированных скандием / В.В. Захаров, Ю.А. Филатов // Технология легких сплавов. 2022. No3. С.9-18.
  18. Захаров, В.В. Влияние небольших добавок переходных металлов на структуру и свойства малолегированного сплава Al-Sc / В.В. Захаров, И.А. Фисенко // Технология легких сплавов. 2020. No3. С.11-19.
  19. Захаров, В.В. Принципы создания сплавов на основе алюминия, экономнолегированных скандием / В.В. Захаров, И.А. Фисенко, Т.М. Кунявская // МиТОМ. 2024. No5 (827). С.39-43.
  20. Чувильдеев, В.Н. Исследование термической стабильности структуры и механических свойств мелкозернистых проводниковых алюминиевых сплавов Al-Mg-Zr-Sc(Yb) / В.Н. Чувильдеев, А.В. Нохрин, Я.С. Шадрина, А.В. Пискунов, В.И. Копылов, Н.Н. Берендеев, В.Н. Чепеленко // Металлы. 2020. No5. С.64-76.
  21. Рохлин, Л.Л. Исследование распада пересыщенного твердого раствора в сплавах Al-Sc-Zr при различном соотношении скандия и циркония / Л.Л. Рохлин, Н.Р. Бочвар, Н.П. Леонова // Перспективные материалы. 2011. No3. С.88-92.
  22. Синявский, В.С. Влияние добавок скандия и циркония на коррозионные свойства Al-Mg-сплавов / В.С. Синявский, В.Д. Вальков, Е.В. Титкова // Защита металлов. 1998. Т.34. No6. С.613-619.
  23. Козлова, Н.А. Влияние соотношения Sc:Zr на коррозионную стойкость литых сплавов Al-Mg / Н.А. Козлова, А.В. Нохрин, В.Н. Чувильдеев, Я.С. Шадрина, А.А. Бобров, М.К. Чегуров // ФММ. 2024. Т.125. No8. С.974-985.
  24. Straumal, B.B. Wetting of grain boundaries in Al by the solid Al3Mg2 phase / B.B. Straumal, B. Baretzky, O.A. Kogtenkova, A.B. Straumal, A.S. Sidorenko // J. Mater. Sci. 2010. V.45. P.2057-2061.
  25. Forbord, B. Three dimensional atom probe investigation on the formation of Al3(Sc,Zr)-dispersoids in aluminium alloys / B. Forbord, W. Lefebvre, F. Danoix, H. Hallem, K. Martinsen // Scripta Materialia. 2004. V.51. P.333-337.
  26. Туркина, Н.И. Фазовые взаимодействия в системе Al-Mg-Sc / Н.И. Туркина, В.И. Кузьмина // Металлы. 1976. No4. С.208-212.
  27. Chuvil'deev, V. Effect of Sc/Zr ratio on superplastic behavior of ultrafine-grained Al-6%Mg alloys / V. Chuvil'deev, M. Gryaznov, S. Shotin [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. 2024. V.898. Art.146409.
  28. Mochugovskiy, A. Effect of heat treatment on the grain size control, superplasticity, internal friction, and mechanical properties of zirconium-bearing aluminum-based alloy / A. Mochugovskiy, A. Mikhaylovskaya, M. Zadorognyy, I. Golovin // J. Alloys Compd. 2021. V.856. Art.157455.
  29. Мавлютов, А.М. Влияние состояния границ зерен на эффект пластификации в ультрамелкозернистом сплаве Al-0,4Zr / А.М. Мавлютов, Т.С. Орлова, М.Ю. Мурашкин, Н.А. Еникеев // ФТТ. 2023. Т.65. No9. С.1572-1578.
  30. Шматко, О.А. Структура и свойства металлов и сплавов. Электрические и магнитные свойства металлов / О.А. Шматко, Ю.В. Усов. - Киев : Наукова думка, 1987. 325 с.
  31. Захаров, В.В. Влияние деформации на распад твердого раствора скандия в алюминии / В.В. Захаров, И.А. Фисенко // Технология легких сплавов. 2020. No1. С.44-47.
  32. Mochugovskiy, A.G. Comparison of precipitation kinetics and mechanical properties in Zr and Sc-bearing aluminum-based alloys / A.G. Mochugovskiy, A.V. Mikhaylovskaya // Mater. Lett. 2020. V.275. Art.128096.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025