Влияние микролегирования и вида термической обработки на коррозионную стойкость высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu

Abstract

Рассмотрено влияние легирования микродобавками Sc, Zr, Mn и Cr, а также методов термической обработки на механические и коррозионные свойства высокопрочных деформируемых сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu. Показано, что в прутках исследованных сплавов микролегирование выбранными элементами приводит к существенному росту механических характеристик по сравнению с базовым сплавом. Этот эффект связан с появлением наряду с наноразмерными частицами η-фазы (MgZn₂) дополнительной системы упрочняющих частиц Al₃(Sc, Zr), когерентно связанных с алюминиевой матрицей. Для базового нелегированного состава максимальный уровень механических свойств после коррозионного воздействия обеспечивают ступенчатые термообработки Т7 и RRA. При легировании Sc, Zr, Mn и Cr самой оптимальной термообработкой является более простая обработка Т6, которая в отличие от многоступенчатого старения обеспечивает в легированном сплаве формирование более мелкой структуры с равномерным распределением упрочняющих частиц.

Розглянуто вплив легування мікродобавками Sc, Zr, Mn і Cr, а також методів термічної обробки на механічні та корозійні властивості високоміцних сплавів, що деформуються, системи Al–Zn–Mg–Cu. Показано, що в прутках досліджених сплавів мікролегування обраними елементами призводить до істотного зростання механічних характеристик в порівнянні з базовим сплавом. Цей ефект пов'язаний з появою поряд з нанорозмірними частинками η-фази (MgZn₂) додаткової системи зміцнюючих частинок Al₃(Sc, Zr), когерентно пов’язаних з алюмінієвою матрицею. Для базового нелегованого складу максимальний рівень механічних властивостей після корозійного впливу забезпечують ступінчасті термообробки Т7 та RRA. При легуванні Sc, Zr, Mn і Cr найбільш оптимальною термообробкою є більш проста обробка Т6, яка на відміну від багатоступінчастого старіння забезпечує в легованому сплаві формування більш дрібної структури з рівномірним розподілом зміцнюючих частинок.

The effect of microalloying by Sc, Zr, Mn and Cr, as well as methods of heat treatment on the mechanical and corrosion properties of high-strength wrought Al–Zn–Mg–Cu alloys were considered. It is shown that in the rods made of the investigated alloys the microalloying with selected elements leads to a substantial increase in mechanical characteristics as compared with the base alloy. This effect is explained by appearance of additional system of Al₃(Sc, Zr) strengthening particles coherently bonded with the aluminum matrix, along with nanoparticles of η-phase (MgZn₂). The multistade T7 and RRA heat treatment provide the maximum level of mechanical properties of base unmodified alloy of base unmodified alloy after corrosive effects. After alloying by Sc, Zr, Mn and Cr the most optimum heat treatment is more simple heat treatment T6. Contrary to the multistage aging, the T6 heat treatment provided formation of fine microstructures with uniform distribution of strengthening particles in the alloyed alloys.