Свойства магния, полученные путем холодной прокатки и отжига

24.01.2017

Мак-Дональдом и Кулингом, Пэшэком и Стеркеем из Dow Chemical Co было показано, что некоторые сплавы могут быть прокатаны в холодном состоянии с неограниченной степенью деформации, в то время как максимально возможная степень холодной деформации, за исключением сплавов Mg—Li, обычно составляет 25—50%. Для того чтобы это явление имело место, необходимы сплавы, состоящие из магния с одним или более элементов из группы Zr, Th, РЗМ, Ca с Mn как необязательной добавкой. Диаметр валка должен быть приблизительно в 50 раз больше начального размера листа. Обжатие за проход должно составлять около 2%.
Предел текучести на растяжение достигает максимума приблизительно при степени обжатия 15%. При дальнейшем увеличении степени обжатия происходит снижение предела текучести, однако высокие значения могут быть достигнуты путем старения при 200° С (рис. 174).
Свойства магния, полученные путем холодной прокатки и отжига

Кулинг, Пэшэк и Стеркей установили, что холодная прокатка вызывает в увеличивающемся количестве «полосы сжатия» (см. выше) и что эти полосы, по видимому, вызваны двойным двойникованием, происходящим сначала по плоскостям, а затем по плоскостям. В результате базисного скольжения плоскости базиса стремятся ориентироваться по плоскостям полос; поэтому «полосы сжатия» становятся в высшей степени благоприятными местами для протекания базисного скольжения. Вследствие этого сплав смягчается.
Было высказано предположение о том, что повышение предела текучести при старении возникает в результате полигонизации материала в полосах сжатия, причем растворенные атомы диффундируют к стенкам дислокаций в пределах полос и закрепляют их. Никакое видимое выделение не сопровождает процесс старения.
Уровень механических свойств, получаемых в этих сплавах в результате холодной деформации и старения, очень высок. Так, в сплаве Mg—0,5% Th σ0,2 достигло ≥23,7 кГ/мм2,
Исследования французских ученых, направленные в большей степени на улучшение деформируемости в холодном состоянии, чем на улучшение свойств при растяжении, свидетельствуют о том, что двойной Mg—Zr сплав может быть подвергнут значительной холодной деформации. Сплав может быть даже подвергнут волочению или отпрессован в холодном состоянии при условии, что исходная заготовка подверглась значительной горячей деформации и что волочение производится с небольшой степенью деформации.
Ковка. Прочность поковок, очевидно, будет зависеть от таких факторов, как степень, наплавление и температура деформации, а также от способности сплава сохранять достигнутое упрочнение в результате наклепа. Высокие механические свойства, вероятно, получаются поэтому при штамповке Mg—Zn—Zr сплавов, когда окончательная деформация осуществляется при относительно низких температурах. Влияние температуры ковки на механические свойства сплавов иллюстрируется данными, приведенными Уилкинсоном и Фоксом (рис. 175) Из этого рисунка следует также, насколько нечувствительны к температуре деформации два сплава, не содержащие цирконий: AZ855 (Mg—8% Al—0,5% Zn) и Mg—3% Zn—2% Cd, результаты испытаний которых включены для сравнения.
Свойства магния, полученные путем холодной прокатки и отжига

Термообработка с нагревом поковок при температурах выше температуры, рекристаллизации, как и следовало ожидать. вызывает снижение свойств, и в соответствии с этим для сплава AZ855 используют термообработку, включающую в себя только старение. С другой стороны по данным фирмы Dow, хорошие результаты могут быть получены для больших поковок из сплава ZW6 (ZK60) в случае применения полной термической обработки (табл. 44).
Свойства магния, полученные путем холодной прокатки и отжига

Для прессованных изделий такие результаты не получили.
Мелкозернистая структура поковок при кратковременном нагреве под закалку (1 ч при 500°С) сохраняется, и повышение в свойствах при последующем старении (24 ч при 150°С) превышает потери за счет снижения деформационного упрочнения, В случае прессованных изделий полная термическая обработка не дает никаких преимуществ: упрочнение за счет распада твердого раствора сводится на нет уменьшением предела текучести на сжатие, сопровождающим предшествующий нагрев под закалку (последний эффект незначителен для поковок, у которых предел текучести на сжатие первоначально был более низким).
Другой, содержащий цирконий сплав, значительно упрочняющийся в результате полной термической обработки, но в литом состоянии — сплав МSR. Интересно отметить, что Пэйну и Бэйли удалось получить высокие прочностные свойства в этом сплаве при полной термической обработке также в случае поковок. Однако при последующем исследовании не удалось получить подобных свойств В соответствии с этим можно предполагать, что для способности упрочняться при термообработке большое значение имеют условия деформации.