Влияние отношения содержаний Sc/Zr на коррозионную стойкость ультрамелкозернистых сплавов Al-Mg. I. Исследование структуры и физико-механических свойств

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследований микроструктуры и физико-механических свойств (удельное электросопротивление, микротвердость) литых и ультрамелкозернистых (УМЗ) сплавов Al-Mg с разными содержанием магния (2,5, 4,0, 6,0 мас.%) и отношением содержаний Sc/Zr (0,45–2,20). Литые сплавы получены методом индукционного литья, УМЗ микроструктура в алюминиевых сплавах сформирована методом равноканального углового прессования. Исследовано влияние температуры отжига в течение 30 мин на микротвердость и удельное электросопротивление алюминиевых сплавов. Определены температурно-временные интервалы стабильности твердого раствора и зеренной микроструктуры алюминиевых сплавов. Проанализировано влияние отношения содержаний Sc/Zr на состав выделяющихся частиц и характер распада твердого раствора.

Об авторах

Н. А. Козлова

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Нижний Новгород

А. В. Нохрин

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Нижний Новгород

В. Н. Чувильдеев

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Нижний Новгород

Я. С. Шадрина

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Нижний Новгород

А. А. Бобров

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Нижний Новгород

М. К. Чегуров

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Нижний Новгород

В. И. Копылов

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: nakozlova@nifti.unn.ru
Нижний Новгород

Список литературы

  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. №3. С.46–59. – (Dobatkin, S.V. Increasing the strength and ductility of Al-Mg-Mn alloys doped with zirconium and scandium using equal-channel angular pressing / S.V. Dobatkin, V.V. Zaharov, U. Estrin, T.D. Rostova, O.G. Ukolova, A.V. Chirikova // Light alloys technology. 2009. №3. P.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. №3. С.9–18. – (Zakharov, V.V. Current trends in the development of aluminum alloys alloyed with scandium // V.V. Zakharov, Yu.A. Filatov // Technology of light alloys. 2022. №3. P.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. №3. С.11–19. – (Zakharov, V.V. The effect of small additives of transition metals on the structure and properties of low-alloy Al-Sc alloy / V.V. Zakharov, I.A. Fisenko // Technology of light alloys. 2022. №3. P.9–18.)
  19. Захаров, В.В. Принципы создания сплавов на основе алюминия, экономнолегированных скандием / В.В. Захаров, И.А. Фисенко, Т.М. Кунявская // МиТОМ. 2024. №5 (827). С.39–43. – (Zakharov, V.V. Principles of creating aluminum-based alloys economically alloyed with scandium / V.V. Zakharov, I.A. Fisenko, T.M. Kuniavskya // Metal science and heat treatment of materials. 2024. №5 (827). P.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. №5. С.64–76. – (Chuvildeev, V.N. Investigation of the thermal stability of the structure and mechanical properties of fine-grained conductive aluminum alloys Al-Mg-Zr-Sc(Yb) / V.N. Chuvildeev, A.V. Nohrin, Y.S. Shadrina, A.V. Piskunov, V.I. Kopylov, N.N. Berendeev, V.N. Chepelenko // Metally. 2020. №5. P.64–67.)
  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. №3. С.88–92. – (Rokhlin, L.L. Investigation of the decomposition of supersaturated solid solution in Al-Sc-Zr alloys at different ratios of scandium and zirconium / L.L. Rokhlin, N.R. Bochvar, N.P. Leonova // Promising materials. 2011. №3. P.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. №6. С.613–619. – (Sinyavskiy, V.S. Effect of scandium and zirconium additives on the corrosion properties of Al-Mg alloys / V.S. Sinyavskiy, V.D. Valkov, E.V. Titkova // Protection of metals. 1998. V.34. №6. P.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. №8. С.974–985. – (Kozlova, N.A. Influence of the Sc:Zr ratio on the corrosion resistance of cast Al-Mg alloys // Metal physics and metal science. 2024. V.125. №8. P.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. №4. С.208–212. – (Turkina, N.I. Phase Interactions in the Al-Mg-Sc System / N.I. Turkina, V.I. Kuzmina // Metally. 1976. №4. P.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. №9. С.1572–1578. – (Mavlutov, A.M. Influence of grain boundary conditions on the plasticization effect in an ultra-fine-grained Al-0.4Zr alloy / A.M. Mavlutov, T.S. Orlova, M.U. Murashkin, N.A. Enikeev // Solid State Physics. 2023. V.65. №9. P. 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. – (Shmatko, O.A. Structure and properties of metals and alloys. Electrical and magnetic properties of metals / O.A. Shmatko, Yu.V. Usov // Kyiv : Naukova dumka, 1987. 325 p.)
  31. Захаров, В.В. Влияние деформации на распад твердого раствора скандия в алюминии / В.В. Захаров, И.А. Фисенко // Технология легких сплавов. 2020. №1. С.44–47. – (Zakharov, V.V. The effect of deformation on the decomposition of a solid solution of scandium in aluminum / V.V. Zakharov, I.A. Fisenko // Technology of light alloys. 2020. №1. P.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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025