Структура і властивості литої стрічки зі сплаву Д16 в технологічному ланцюжку «валкова розливка – гаряча прокатка – термічна обробка»

Анотація

На експериментальній установці двовалкового лиття-прокатки  відпрацьовані технологічні параметри для забезпечення сталого процесу отримання листової заготовки з металу невеликої товщини. Удосконалення технології валкової розливки дозволило вперше в металургійній практиці отримати литу стрічку товщиною 2-3 мм з широкоінтервального (˃130°С) алюмінієвого сплаву Д16. Досліджено вплив гарячої деформації і термічної обробки на еволюцію і кількісні характеристики структури, а також властивості отриманих листових заготовок на кожній стадії технологічного ланцюжку «валкова розливка - гаряча прокатка - термічна обробка». Встановлено, що мікроструктура алюмінієвого сплаву Д16 у литому стані після валкової розливки представлена дендритами a-Al твердого розчину різного ступеня розгалуженості та інтерметалідів. Пластична деформація в процесі гарячої прокатки призводить до орієнтації первинних кристалів a-Al в напрямку прокатки та до зменшення їх розміру в площині, перпендикулярній до поверхні листа. Підвищення ступеня обтискування до значних величин (ε ≥87,5 %) зумовлює утворення мікроструктури строкатого типу, а кількість інтерметалідів у структурі монотонно зменшується, що пов’язано з їх частковим розчиненням в твердому розчині. Термічна обробка після деформації сприяє зменшенню розміру та параметру форми інтерметалідів, особливо при гартуванні зі старінням. Характер змін розміру та параметру форми дендритних комірок a-Al від нагрівання сплаву Д16 після її деформації свідчить про ймовірні рекристалізаційні процеси. Еволюція структури литої стрічки з цього сплаву, яка відбувається під дією технологічних факторів «валкова розливка - гаряча прокатка - термічна обробка», істотно впливає на рівень їх механічних властивостей (короткочасної  міцності і відносного видовження). Найбільш високий рівень короткочасної  міцності досягається при обтисненні ε = 50 % (від σ_в ≈ 200 МПа у литому стані до σ_в ≈ 450 МПа). Відносне видовження зі збільшенням ступеня деформації також суттєво збільшується (від δ = 0…2% у литому стані до δ = 20…22% після прокатки та термообробки), що пов’язано зі  зменшенням розміру і параметру форми кристалів як твердого розчину a-Al, так і інтерметалідних фаз. Отримані механічні властивості стрічки зі сплаву Д16 перевищують існуючі аналоги і є значно вищими за вимоги стандартів.