CC BY
0
УДК 621.791: 621.77
DOI: 10.24412/0321-4664-2024-4-16-27
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОТОЖЖЕННЫХ ЛИСТОВ ИЗ СПЛАВА 1580, ВЫПОЛНЕННЫХ ОДНОСТОРОННЕЙ СВАРКОЙ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ
Александр Михайлович Дриц1, канд. техн. наук, Виктор Васильевич Овчинников2, докт. техн. наук, профессор, Руслан Борисович Резцов2, аспирант, Денис Алексеевич Поляков2
1Самарский металлургический завод, Москва, Россия, [email protected] 2Московский политехнический университет (МосПолитех), Москва, Россия
Аннотация. Исследованы структура и механические свойства стыковых соединений отожженных листов толщиной 10 мм из промышленного алюминиевого сплава 1580, выполненных односторонней сваркой трением с перемешиванием. В работе определено влияние дополнительного охлаждения водой зоны сварки на микроструктуру и механические свойства полученных соединений. Показано, что коэффициент прочности соединений составляет 0,90-0,92 от значения временного сопротивления основного материала. Разрушение сварных соединений при испытании на растяжение происходит по зоне термомеханического воздействия со стороны отхода рабочего инструмента. Сварные соединения характеризуются высоким уровнем пластичности - угол изгиба составляет 135-150°. Показано, что использование для соединения отожженных листов из сплава 1580 сварки трением с перемешиванием позволяет получать сварной шов высокого качества, характеризуемый отсутствием дефектов, что подтвердили рентгенографические исследования.
Ключевые слова: алюминиевый сплав 1580; отожженный лист; односторонняя сварка трением с перемешиванием; сварной шов; механические свойства; макроструктура; микроструктура; коррозионная стойкость
Structure and Properties of Butt Joints of Annealed Sheets of 1580 Alloy Made by One-Side Friction Stir Welding. Cand. of Sci. (Eng.) Alexander M. Drits1, Dr. of
Sci. (Eng.), Professor Victor V. Ovchinnikov2, Graduate Student Ruslan В. Reztsov2, Denis А. Polyakov2
1 Samara metallurgical plant (SMZ), Moscow, Russia, [email protected]
2Moscow Polytechnic University (MosPolytech), Moscow, Russia
Abstract. The structure and mechanical properties of butt joints of 10 mm thick annealed sheets of commercial aluminum alloy 1580 made by one-sided friction stir welding are investigated. The effect of additional water cooling of the welding zone on the microstructure and mechanical properties of the produced welds is determined in the work. It is shown that the strength factor of the welds is 0.90-0.92 of the value of the ultimate strength of the base material. The destruction of welded joints during tensile testing occurs within the zone of thermomechanical action from the side of the withdrawal of the working tool. Welded joints have a high level of plasticity - their bending angle is 135-150°. It is shown that the use of friction stir welding for joining annealed sheets made of 1580 alloy allows one to make a high-quality defect-free weld, which was confirmed by radiographic studies.
Keywords: 1580 aluminum alloy; annealed sheet; one-side friction stir welding; weld; mechanical properties; macrostructure; microstructure; corrosion resistance
Введение
Среди алюминиевых деформируемых сплавов в машиностроении, особенно в авто-, судо- и ракетостроении, широко используются сплавы системы А1-Мд (магналии), относящиеся к группе термически неупрочняемых сплавов. Их отличает прочность и технологичность при обработке давлением, а также высокая коррозионная стойкость и хорошая свариваемость, при которой прочность сварного шва близка к прочности основного металла.
Повышение прочностных свойств магнали-ев возможно только за счет нагартовки, которая сопровождается соответствующим снижением пластичности. Поэтому направлением повышения прочностных свойств магналиев явилось их легирование скандием.
Деформируемый алюминиевый сплав 01570 системы А1-Мд-Бс, разработанный в конце 70-х гг. прошлого века [1], относится к категории термически неупрочняемых деформируемых алюминиевых сплавов, поскольку изготовленные из него деформированные полуфабрикаты не подвергаются упрочняющей термической обработке - закалке и старению.
Однако особенностью сплавов системы А1-Мд-Бс, отличающей их от классических термически неупрочняемых сплавов системы А1-Мд, является то, что в начале технологического цикла производства деформированных полуфабрикатов из этих сплавов при неизбежном гомогенизационном отжиге слитков в них происходят процессы дисперсионного твердения, являющиеся следствием распада пересыщенного твердого раствора скандия и циркония в алюминии, образовавшегося при охлаждении слитка в температурном интервале кристаллизации. Продукты распада твердого раствора оказывают значительное упрочняющее воздействие как непосредственно, так и за счет торможения процессов рекристаллизации при горячей обработке слитка давлением и последующем отжиге деформированного полуфабриката.
Достигнутый уровень прочностных свойств деформированных полуфабрикатов из сплава 01570 в отожженном состоянии приближается к уровню прочностных свойств деформированных полуфабрикатов из наиболее распространенных термически упрочняемых деформируе-
мых алюминиевых сплавов в состоянии после упрочняющей термической обработки [2].
Сплав 01570 используется достаточно давно, однако область его распространения ограничена - это, в основном, изделия космической техники [3, 4]. Более широкому применению сплава 01570 препятствует его высокая стоимость, связанная с дороговизной входящего в его состав скандия.
В связи с этим наметились два направления снижения стоимости сплавов системы А1-Мд-Бс: частичная замена скандия цирконием [5-7] и разработка сплавов, рационально легированных скандием в пределах 0,050,14 % мас. Одним из представителей таких сплавов является сплав 1580 [8].
В ряде работ [9-11] описаны механические и технологические свойства этого сплава, однако свариваемость его до сих пор изучена мало, что особенно относится к процессу сварки трением с перемешиванием (СТП).
Поэтому целью работы являлось изучение структуры и свойств стыковых соединений толстых листов из сплава 1580 в состоянии поставки М (после отжига), выполненных сваркой трением с перемешиванием. Принимая во внимание положительное влияние на структуру и свойства соединений алюминиевых сплавов, выполненных СТП, дополнительного охлаждения [19-25], одностороннюю сварку трением с перемешиванием листов из сплава 1580М осуществляли на воздухе и с погружением свариваемых заготовок и рабочего инструмента в ванну с проточной водой. Дополнительно приведены данные по механическим свойствам сварных соединений плит из сплава 1565чН116 (состояние поставки Н116 - это нагартованное после отжига со степенью холодной деформации 8-15 %).
Материал для исследования и методика эксперимента
Образцами для проведения исследований служили карточки из листов сплава 1580 толщиной 10 мм размерами 100 х 350 мм в отожженном состоянии. Фактический химический состав исследуемых промышленных листов из сплава 1580 и плит из сплава 1565ч приведен в табл. 1.
Таблица 1 Химический состав сплавов 1580 и 1565ч по основным легирующим элементам
Сплав Основные легирующие элементы, % мас.
А1 Мд Бе Мп 7п Си Сг Л Fe
1580 Основа 5,10 0,12 0,51 0,07 0,20 0,01 0,12 0,08 0,18
1565ч Основа 5,75 - 0,72 0,10 0,68 0,08 0,07 0,05 0,20
Таблица 2 Механическая свойства листов толщиной 10 мм из сплава 1580 и плит толщиной 15 мм из сплава 1565ч
Сплав и состояние поставки Временное сопротивление ав, МПа Условный предел текучести а0,2, МПа Относительное удлинение 8, %
1580М 400 280 14,5
1565чН116 391 323 12,1
Фактические механические свойства листов из сплава 1580 и плит из сплава 1565ч приведены в табл. 2.
Подготовку торцевых кромок свариваемых карточек под СТП выполняли механическим
Таблица 3 Параметры процесса односторонней сварки трением с перемешиванием
Параметр Характеристика
Сварочный инструмент
Материал инструмента Сталь Р6М5
Диаметр заплечика, мм 20,0
Диаметр стержня (наконечника), мм 8,0
Длина стержня (наконечника), мм 10,0
Профиль наконечника Левосторонняя винтовая канавка
Параметры режима СТП
Частота вращения рабочего инструмента, об/мин 550
Скорость сварки, мм/мин 200
Угол наклона инструмента, град. 2
Осевое усилие на инструмент, кН 9,1
способом (фрезерованием) до получения шероховатости поверхности, не превышающей 40 мкм. Поверхности свариваемых кромок и прилегающих к ним участков шириной не менее 40 мм с обеих сторон зачищали проволочными металлическими щетками и обезжиривали ацетоном. Сборку карточек под сварку осуществляли без зазора с прижатием свариваемых кромок по всей длине стыка.
Процедуру СТП карточек из сплава 1580М выполняли на опытной установке, сформированной на базе модернизированного фрезерного станка портального типа. Конфигурация сварочного инструмента и режимы СТП представлены в табл. 3.
Сварку образцов размером 100х350 мм проводили за один проход в автоматическом режиме стабилизации осевого усилия. При сварке выполнялась регистрация основных параметров процесса: координаты Z, осевого усилия P, скорости сварки V, частоты вращения сварочного инструмента ю.
При сварке с принудительным охлаждением свариваемые карточки и рабочий инструмент помещали в ванну с проточной холодной водой, как это показано на рис. 1.
Рис. 1. Водяная ванна для сварки образцов сплава 1580
Mеханические свойства сварных соединений на растяжение определяли на универсальной испытательной машине Walter + Bai AG LFM 400 kN в соответствии с ГОСТ 699666 на образцах тип XIII с длиной рабочей части 60 мм при общей длине образца 120 мм. Испытания на изгиб проводили с применением оправки диаметром 10 мм, что приблизительно равнялось двум толщинам испытываемых образцов. Корень шва располагали в растянутой зоне. Испытания проводили до появления трещины. Для определения временного сопротивления металла зоны перемешивания применяли образцы, подробно описанные в работе [25].
Для определения ударной вязкости металла зоны перемешивания (металл шва) применяли стандартные образцы размером 8 s 8 s 60 мм. U-образную канавку наносили по металлу шва.
Для исследования микроструктуры сварных соединений использовали световые микроскопы Observer A1m, Carl Zeiss и G-51 Olympus. Для исследования поверхности разрушения образцов применяли сканирующий электронный микроскоп TESCAN VEGA 3 SBH, укомплектованный энергодисперсионной приставкой микроанализатором X-Act Oxford Instruments ^РСА).
Химическое травление образцов для выявления микроструктуры алюминиевых сплавов проводили раствором Келлера (HF - 1 мл, HCl - 1,5 мл, HNO3 - 2,5 мл, H2O - 95,0 мл) и раствором, состоящим из реактива Пултона (HF - 2 мл, HCl - 3 мл, HNO3 - 20 мл, H2O -175 мл), HNO3 - 50 мл, H2O - 40 мл, CrO3 -12 г.
При рентгеновском контроле сварных соединений в качестве источника ионизирующего излучения применяли рентгеновский аппарат pyM 7 с диапазоном регулировки напряжения от 10 до 60 кВ и током анода до 30 мА. В качестве детектора рентгеновского излучения использовали радиографическую пленку AGFA D5 класса С4 по ISO 11699.
Испытания на межкристаллитную коррозию ^КК) образцов проводили по ГОСТ 9.021 при погружении образцов в раствор № 2 (при температуре 30 i 5 °С) в течение 6 ч.
Результаты экспериментов и их обсуждение
Внешний вид сварных швов листов из сплава 1580М представлен на рис. 2. Следует отметить, что при сварке в воде наблюдается более шероховатая поверхность шва (рис. 2, а) по сравнению с вариантом СТП на воздухе (рис. 2, б).
Также следует упомянуть, что при сварке в водяной ванне (СТП в воде) для получения качественного сварного шва потребовалось увеличить частоту вращения рабочего инструмента с 550 до 730 об/мин при сопутствующем увеличении усилия на инструменте с 9,1 до 9,5 кН. Уровень воды в ванне составлял 20-25 мм над лицевой поверхностью свариваемых карточек.
Механические свойства сварных соединений толстых листов из сплава 1580М, выполненных СТП в воде и на воздухе, приведены в табл. 4. Для сравнения в ней приведены механические свойства соединений плит из сплава 1565чН116.
Результаты испытаний на растяжение сварных соединений листов из сплава 1580М, вы-
Рис. 2. Внешний вид швов листов из сплава 1580М, выполненных СТП в водяной ванне (а) и на воздухе (б)
Таблица 4 Механические свойства сварных соединений листов из сплава 1580М и плит из сплава 1565чН116
Вариант СТП Временное сопротивление сварного соединения ав, МПа Коэффициент прочности сварного соединения К Временное сопротивление металла шва аЩ, МПав Угол изгиба а, град. Ударная вязкость KCU по металлу шва, Дж/см2
Сплав 1580М, лист толщиной 10 мм
На воздухе 353,0-369,2 360,7 0,90 359,0-393,4 379,7 43-55 48 68,1-82,6 75,1
В воде 360-373 366,8 0,92 384-400 391,8 90-132 115 40-48 45,5
Сплав 1565чН116, плита толщиной 15 мм [26-29]
На воздухе 375-385 380 0,97 390-399 395 125-150 135 57,6-68,2 64,2
В воде 384-390 388 0,98 403-420 410 165-180 170 72,6-80,3 77,4
полненных СТП, показали, что применение дополнительного охлаждения водой в процессе сварки способствует некоторому увеличению временного сопротивления сварного соединения с 360,7 МПа (сварка на воздухе) до 366,8 МПа. При этом коэффициент прочности соединения увеличился незначительно -с 0,90 до 0,92. Разрушение сварных соединений для обоих вариантов СТП происходило по зоне термомеханического воздействия со стороны отхода рабочего инструмента (рис. 3).
Для сплава 1565чН116 применение дополнительного охлаждения при СТП в воде способствовало увеличению временного сопротивления сварного соединения с 380 до 388 МПа. Коэффициент прочности соединений составил 0,97-0,98.
Сравнение значений временного сопротивления соединений листов из сплава 1580М
Рис. 3. Разрушение образца сварного соединения сплава 1580М при испытании на растяжение
и плит из сплава 1565чН116 позволяет заметить, что для сплава 1565чН116 они выше как при СТП на воздухе, так и при СТП в воде.
Применение охлаждения водой в процессе СТП листов из сплава 1580М способствует росту временного сопротивления металла сварного шва примерно на 3 % с 379,7 до 391,8 МПа. Коэффициент прочности металла шва составил 0,95-0,97 от прочности основного металла. Однако следует отметить, что как в случае СТП на воздухе, так и в случае СТП листов из сплава 1580М в воде, временное сопротивление металла шва остается ниже временного сопротивления основного металла.
Из данных табл. 4 можно также видеть, что сплав 1565чН116 (плита толщиной 15 мм), приведенный для сравнения, демонстрирует высокие свойства сварных соединений.
Временное сопротивление сварных соединений по абсолютной величине сварных соединений плит из сплава 1565чН116 превышает по абсолютной величине временное сопротивление соединений листов из сплава 1580М. При этом коэффициент прочности при СТП
на воздухе составляет 0,97, а при СТП в воде 0,98 от временного сопротивления основного металла. Кроме того, для сплава 1565чН116 временное сопротивление металла шва при СТП в воде и на воздухе превышает временное сопротивление основного металла. Результаты испытаний сварных соединений показали, что свойства сварных соединений плит из сплава 1565чН116 превосходят уровень аналогичных свойств сварных соединений листов из сплава 1580М.
Обращает на себя внимание существенное увеличение (в 2,39 раза) угла изгиба сварных соединений листов из сплава 1580М, выполненных в воде, по сравнению с углом изгиба соединений, полученных СТП на воздухе. При этом в обоих случаях при испытаниях в растянутой зоне была корневая часть шва. Такую картину можно объяснить меньшим размером зерна в зоне перемешивания при СТП сплава 1580М в воде.
По-видимому, выявленные различия в прочностных и пластических свойствах сварных соединений листов из сплава 1580М и плит из сплава 1565чН116 можно связать с наличием в сплаве 1580М скандия. При СТП сплава 1580М происходит нагрев металла в зоне перемешивания, что вызывает огрубление упрочняющих фаз на основе скандия А^Бс и снижение прочностных свойств. Одновременно с этим действует второй фактор, заключающийся в формировании ультрамелкозернистой структуры в зоне перемешивания с соответствующим повышением прочностных свойств. В случае СТП листов из сплава 1580М фак-
Рис. 4. Макроструктура соединения СТП листов из сплава 1580М, выполненного односторонней сваркой трением с перемешиванием
в воде
тор, определяющий снижение прочностных свойств, оказывается более превалирующим.
При СТП сплава 1565чН116 также проявляется действие на прочностные свойства металла шва двух противоположно направленных факторов. Первый фактор определяет снижение прочности за счет снятия нагартов-ки при нагреве в процессе СТП. Второй фактор заключается в формировании ультрамелкозернистой структуры в зоне перемешивания с соответствующим повышением прочностных свойств. Для сплава 1565чН116 последний фактор оказывается более влиятельным еще в силу более высокого содержания магния в твердом растворе по сравнению со сплавом 1580М.
Из данных табл. 4 также следует, что применение СТП листов из сплава 1580М в воде сопровождается снижением значения ударной вязкости с 71,5 до 45,5 Дж/см2. Отмеченное снижение составило примерно 37 %.
По полученным результатам можно отметить, что металл шва сплава 1580М, полученного СТП, проявляет высокую вязкость разрушения, которая определяется значениями ударной вязкости.
Анализ макроструктуры сварных соединений листов из сплава 1580, полученных СТП на воздухе и в воде, не выявил каких-либо существенных отличий между ними. Зона перемешивания проявляет слоистую луковичную структуру.
Зерна основного металла в зоне термомеханического воздействия имеют отчетливый загиб в сторону заплечика рабочего инструмента. Причем со стороны набегания рабочего инструмента (слева) проявляется резкая граница между зоной перемешивания и зоной термомеханического воздействия. Со стороны отхода рабочего инструмента (справа) граница между указанными структурными зонами сварного соединения размыта. Это может быть следствием образования между указанными зонами прослойки из рекристаллизованных зерен (рис. 4).
Рис. 5. Поверхность излома образца сварного соединения сплава 1580М при испытаниях на ударную вязкость (а) и фрактограмма поверхности излома (б). СТП в воде
Металлографические исследования показали, что граница между зоной перемешивания и зоной термического влияния представляет собой зону термомеханического воздействия (ЗТМВ), ширина которой со стороны набегания рабочего инструмента составила 8-12 мкм, а со стороны его отхода 35-60 мкм. При этом какой-либо существенной разницы в протяженности ЗТМВ при СТП в воде и на воздухе не обнаружено.
Анализ фрактограммы излома (рис. 5) образца сварно-
в г
Рис. 6. Микроструктура различных зон сварного соединения листов из сплава 1580М,
выполненных сТп в воде (х200):
а - металл шва; б - граница шва и зоны термомеханического воздействия со стороны отхода инструмента;
в - зона термического влияния; г - основной металл
го соединения после испытаний на ударный изгиб показал, что излом проявляет вязкий характер с наличием развитой системы ямок для обоих вариантов сварки трением с перемешиванием.
Микроструктура сварного соединения по различным его структурным зонам приведена на рис. 6. Зона перемешивания (металл шва) как в случае СТП на воздухе, так и в случае СТП листов из сплава 1580М в воде, сформирована мелкими равноосными рекристаллизо-ванными зернами (рис. 6, а).
В зоне термомеханического воздействия можно отметить наличие зерен, деформированных в направлении заплечика рабочего инструмента (к лицевой поверхности соединения). Также можно отметить наличие мелкозернистых прослоек между деформированными зернами (рис. 6, б). Микроструктура зоны термического влияния и основного металла представлены на рис. 6, в, г. Можно отметить, что существенных структурных изменений в зоне термического влияния под действием термического цикла СТП не наблюдается.
Размер зерна образцов был определен в зоне перемешивания для образцов соединений листов из сплава 1580М. Установлено, что при сварке на воздухе он составил 5,22 мкм, а при СТП в воде 4,58 мкм.
EBSD-карты зоны термомеханического воздействия, сформировавшейся в условиях сварки трением с перемешиванием сплава 1580М в воде, показаны на рис. 7. В условиях сварки начальный этап микроструктурных изменений характеризовался интенсивным образованием малоугловых границ деформационного происхождения (рис. 7, а, б).
Этот процесс способствовал формированию развитой субзеренной структуры внутри зерен. Интересно отметить тенденцию выравнивания субграниц в едином направлении, примерно параллельном границе зоны перемешивания (рис. 7, б).
Такой прослойки со стороны набегания не обнаружено (рис. 8).
Распределение микротвердости в поперечном сечении сварного соединения листов из сплава 1580М, выполненных СТП, на уровне
Рис. 7. Панорамная EBSD-карта микроструктуры зоны термомеханического воздействия, которая сформировалась в процессе СТП листов из сплава 1580М в воде со стороны отхода рабочего инструмента. МУГ и БУГ соответствуют белым и черным линиям
Рис. 8. Панорамная EBSD-карта микроструктуры зоны термомеханического воздействия, которая сформировалась в процессе СТП листов из сплава 1580М в воде со стороны набегания рабочего инструмента. МУГ и БУГ соответствуют белым и черным линиям
-13 -11 -9 -7-5-3-1 1 3 5 7 Дистанция от центра шва, мм
Рис. 9. Профиль распределения микротвердости в сварном соединении листов из сплава 1580М при СТП на воздухе (1) и в воде (2)
середины по толщине листа (5 мм от лицевой поверхности) показано на рис.9.
Из приведенных на рис. 9 профилей распределения микротвердости в поперечном сечении сварного соединения можно отметить,
что при СТП листов из сплава 1580М в воде микротвердость зоны перемешивания выше, чем при СТП на воздухе. В зоне термомеханического воздействия значения микротвердости для обоих вариантов СТП примерно одинаковы. Влияние принудительного охлаждения в воде наиболее отчетливо заметно в повышении микротвердости зоны термического влияния со стороны отхода рабочего инструмента. Также можно отметить, что принудительное охлаждение в воде сказывается на снижении протяженности зоны термического влияния, особенно со стороны отхода инструмента. В случае СТП листов из сплава 1580М на воздухе протяженность зоны термического влияния со стороны отхода инструмента составила 5,56 мм, а при СТП в воде 3,5-4,5 мм.
Результаты испытаний на межкристал-литную коррозию (МКК) сварных соединений сплава 1580М, выполненных сваркой трением с перемешиванием, представлены в табл. 5.
Полученные результаты испытаний показали, что в соответствии с ГОСТ 9.021-74 сварные соединения листов из сплава 1580М не склонны к межкристаллитной коррозии. Также сварные соединения исследуемого сплава 1580М, выполненные СТП на воздухе и в воде, в соответствии ГОСТ 9.904-2024 не склонны к расслаивающей коррозии. Наиболее пораженной зоной сварного соединения является зона термического влияния, для которой коррозия составляет 2-3 балла.
Таблица 5 Результаты испытаний сварных образцов листов из сплава 1580М на склонность к МКК
Сварка трением с перемешиванием Склонность к МКК, мкм
основной металл зона термического влияния сварной шов
В воде МКК отсутствует МКК отсутствует МКК отсутствует
На воздухе МКК отсутствует МКК отсутствует МКК отсутствует
Выводы
1. В результате исследований, проведенных на промышленных листах толщиной 10 мм из сплава 1580 в отожженном состоянии, было установлено, что использование для их соединения метода односторонней сварки трением с перемешиванием позволяет получать высокое качество сварного шва, характеризуемое отсутствием дефектов, что подтвердили рентгенографические исследования.
2. Коэффициент прочности сварного соединения при СТП отожженных листов из сплава 1580 на воздухе составляет 0,90, а для сваренных этим методом заготовок в воде коэффициент прочности составил 0,92. Сварные соединения характеризуются высокими показателями угла изгиба при испытаниях на статический изгиб. Испытания на статический изгиб также показали отсутствие дефектов в корневой зоне и подтвердили высокое качество сварных соединений.
3. Применение охлаждения водой в процессе СТП листов из сплава 1580 способствует росту временного сопротивления металла сварного шва примерно на 3 % с 379,7 до 391,8 МПа. Значение коэффициента прочно-
сти металла шва составило 0,95-0,97 от прочности основного металла.
4. Выявлено существенное увеличение угла изгиба сварных соединений отожженных листов из сплава 1580, выполненных в воде, по сравнению со значениями угла изгиба соединений, полученных СТП на воздухе. Данное увеличение составляет 2,39 раза. При этом в обоих случаях при испытаниях в растянутой зоне была корневая часть шва.
5. Применение СТП отожженных листов из сплава 1580 в воде сопровождается снижением значения ударной вязкости с 71,5 до 45,5 Дж/см2. Отмеченное снижение составило примерно 37 %.
6. Сварные соединения отожженных листов из сплава 1580, выполненные СТП на воздухе и в воде, не склонны к межкристаллической и расслаивающей коррозии.
7. Результаты испытаний сварных соединений, выполненных односторонней сваркой трением с перемешиванием, показали, что свойства сварных соединений плит толщиной 15 мм из сплава 1565ч в состоянии поставки Н116 несколько превосходят уровень аналогичных свойств сварных соединений листов толщиной 10 мм из сплава 1580 в состоянии поставки М.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А. с. 704266 СССР. Сплав на основе алюминия / Дриц М.Е., Торопова Л.С., Быков Ю.Г., Елагин В.И., Филатов Ю.А., Захаров В.В., Золоторев-ский Ю.С., Макаров А.Г. 1979.
2. Филатов Ю.А. Сплавы системы А!-Мд^с как особая группа деформируемых алюминиевых сплавов // Технология легких сплавов. 2014. № 2. С. 34-41.
3. Маркачев Н.А., Ковтун В.А., Буханова Н.М., Лавочкина Л.Л. Опыт создания сварных герметичных конструкций из алюминиевого сплава 01570 // Технология легких сплавов. 1997. № 5. С. 14-18.
4. Филатов Ю.А. Алюминиевые сплавы системы А!-Мд^с для космической техники // Технология легких сплавов. 2013. № 4. С. 61-65.
5. Захаров В.В., Фисенко И.А. Об экономии скандия при легировании им алюминиевых сплавов // Технология легких сплавов. 2013. № 4. С. 52-60.
6. Захаров В.В., Фисенко И.А. О возможности создания экономнолегированных скандием алюминиевых сплавов // Технология легких сплавов. 2015. № 4. С. 40-44.
7. Байдин Н.Г. Филатов Ю.А. Структура и механические свойства листов из алюминиевого сплава типа 01570 с пониженным содержанием скандия // Технология легких сплавов. 2016. № 4. С. 12-17.
8. ГОСТ 4784—2019. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2019. 31 с.
9. Филатов Ю.А. Различные подходы к реализации упрочняющего эффекта от добавки скандия в деформируемых сплавах на основе системы Al-Mg-Sc // Технология легких сплавов. 2009. № 3. С. 42-45.
10. Yuryev P.O., Baranov V.N., Orelkina T.A., Bez-rukikh A.I., Voroshilov D.S., Murashkin M.Yu., Partyko E.G., Konstantinov I.L., Yanov V.V., Ste-panenko N.A. Investigation the structure in cast and deformed states of aluminum alloy, economically alloyed with scandium and zirconium // The Intern. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 115. Р. 263-274.
11. Baranov V.N., Zenkin E.Yu., Konstantinov I.L., Sidelnikov S.B. The research of the cold rolling modes for plates of aluminum alloy sparingly doped with scandium // Non-ferrous Metals. 2019. Vol. 47 (2). Р. 48-52.
12. Baranov V., Sidelnikov S., Voroshilov D., Ya-kivyuk O., Konstantinov I., Sokolov R., Beloko-nova I., Zenkin E., Frolov V. Study of strength properties of semi-finished products from economically alloyed high-strength aluminium-scandium alloys for
application in automobile transport and shipbuilding // Open Engineering. 2018. Vol. 8 (1). Р. 69-76.
13. Mann V.Kh., Sidelnikov S.B., Konstantinov I.L., Baranov V.N., Dovzhenko I.N., Voroshilov D.S., Lopatina E.S., Yakivyuk O.V., Belokonova I.N. Modeling and investigation of the process of hot rolling of large-sized ingots from aluminum alloy of the Al-Mg system, economically alloyed by scandium // Mater. Sci. Forum. 2019. Vol. 943. Р. 58-65.
14. Konstantinov I.L., Baranov V.N., Sidelnikov S.B., Kulikov B.P., Bezrukikh A.I., Frolov V.F., Orelki-na T.A., Voroshilov D.S., Yuryev P.O., Belokonova I.N. Investigation of the structure and properties of cold-rolled strips from experimental alloy 1580 with a reduced scandium content // The Intern. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2020. Vol. 109. Р. 443-450.
15. Knipling K.E., Seidman D.N., Dunand D.C. Ambient-and high-temperature mechanical properties of iso-chronally aged Al-0.06Sc, Al-0.06Zr and Al-0.06Sc-0.06Zr (at.%) alloys // Acta Materialia. 2011. Vol. 59. Р. 943-954.
16. Яшин В.В., Арышенский В.Ю., Латушкин И.А., Тептеров М.С. Обоснование технологии изготовления плоского проката из алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Sc для аэрокосмической промышленности // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 75-82.
17. Баранов В.Н., Куликов Б.П., Юрьев П.О., Безруких А.И. Получение Al-Mg сплавов с пониженным содержанием скандия // Цветные металлы. 2021. № 10. С. 80-85.
18. Степаненко Н.А., Юрьев П.О., Безруких А.И., Беляев С.В., Партыко Е.Г., Янов В.В. Исследование свойств высокопрочного алюминиевого сплава 1580 для получения деформированных полуфабрикатов, эксплуатируемых в условиях Крайнего Севера и Арктики // Металлург. 2021. № 9. С. 89-93.
19. Benavides S., Li K., Murr L.E., Brown D., McClure J.C. Low-temperature friction-stir welding of 2024 aluminum // Scripta Materialia. 1999. Vol. 41. P. 809-815.
20. Staron P., Kocak M., Williams S. Residual stresses in friction stir welded Al sheets // Applied Physics. 2002. Vol. 74. S1161-S1162.
21. Nelson T.W., Steel R.J., Arbegast W.J. In situ thermal studies and post-weld mechanical properties of friction stir welds in age hardenable aluminium alloys // Science and Technology of Welding & Joining. 2003. Vol. 8(4). P. 283- 288.
22. Su J.Q., Nelson T.W., Sterling C.J. А new route to bulk nanocrystalline materials // Journal of Materials Research. 2003. Vol. 18(8). P. 1757-1760.
23. Пат. 2686494 РФ. Способ сварки трением с перемешиванием стыковых соединений алюминиевых сплавов / Бакшаев В.А., Дриц А.М., Овчинников В.В., Григорьев М.В.; патентообладатель Чебоксарское предприятие «Сеспель»; Заявл. 12.10.2018; Опубл. 29.04.2019; Бюл. № 13.
24. Дриц А.М., Овчинников В.В. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов с дополнительным охлаждением соединения // Электрометаллургия. 2021. № 10. С. 2-14.
25. Дриц А.М., Овчинников В.В., Соловьева И.В., Бакшаев В.А. Свойства и структура соединений сплава 1151 системы Al-Cu-Mg, выполненных сваркой трением с перемешиванием с принудительным охлаждением шва // Цветные металлы. 2020. № 11. С.70-76.
26. Дриц А.М., Овчинников В.В., Соловьева И.В., Бакшаев В.А. Влияние принудительного охлаждения при сварке трением с перемешиванием на структуру и свойства соединений алюминиевого сплава 1565чН116 // Цветные металлы. 2021. № 8. С. 50-57.
27. Дриц А.М., Овчинников В.В., Бакшаев В.А., Резцов Р.Б. Влияние дополнительного охлаждения при сварке трением с перемешиванием на структуру и свойства соединений алюминиевых сплавов // Заготовительные производства в машиностроении. 2024. № 7. С. 296-305. DOI: 10.36652/1684-1107-2024-22-7-296-305.
28. Дриц А.М., Овчинников В.В., Поляков Д.А., Бакшаев В.А. Структура и свойства соединений листов и плит сплава 1565чН2, выполненных сваркой трением с перемешиванием // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 51-59.
29. Дриц А.М., Овчинников В.В., Поляков Д.А. Комплекс свойств сварных соединений плит из алюминиевого сплава 1565чМ // Цветные металлы. 2024. № 1. С.72-79.
REFERENCES
1. А. s. 704266 SSSR. Splav na osnove alyuminiya / Drits M. Ye., Toropova L.S., Bykov Yu.G., Yelagin V.I., Filatov Yu.A., Zakharov V.V., Zolotorevskiy Yu.S., Makarov A.G. 1979.
2. Filatov Yu.A. Splavy sistemy Al-Mg-Sc kak osobaya gruppa deformiruyemykh alyuminiyevykh splavov // Tekhnologiya lyogkikh splavov. 2014. № 2. S. 34-41.
3. Markachev N.A., Kovtun V.A., Bukhanova N.M., Lavochkina L.L. Opyt sozdaniya svarnykh germetich-nykh konstruktsiy iz alyuminiyevogo splava 01570 // Tekhnologiya lyogkikh splavov. 1997. № 5. S. 14-18.
4. Filatov Yu.A. Alyuminiyevyye splavy sistemy Al-Mg-Sc dlya kosmicheskoy tekhniki // Tekhnologiya lyogkikh splavov. 2013. № 4. S. 61-65.
5. Zakharov V.V., Fisenko I.A. Ob ekonomii skandiya pri legirovanii im alyuminiyevykh splavov // Tekhnologiya lyogkikh splavov. 2013. № 4. S. 52-60.
6. Zakharov V.V., Fisenko I.A. O vozmozhnosti soz-daniya ekonomnolegirovannykh skandiyem alyumi-niyevykh splavov // Tekhnologiya lyogkikh splavov. 2015. № 4. S. 40-44.
7. Baydin N.G., Filatov Yu.A. Struktura i mekhaniches-kiye svoystva listov iz alyuminiyevogo splava tipa 01570 s ponizhennym soderzhaniyem skandiya // Tekhnologiya lyogkikh splavov. 2016. № 4. S. 12-17.
8. GOST 4784-2019. Alyuminiy i splavy alyuminiyevyye deformiruyemyye. Marki. M.: STANDARTINFORM, 2019. 31 s.
9. Filatov Yu.A. Razlichnyye podkhody k realizatsii uprochnyayushchego effekta ot dobavki skandiya v deformiruyemykh splavakh na osnove sistemy Al-Mg-Sc // Tekhnologiya legkikh splavov. 2009. № 3. S. 42-45.
10. Yuryev P.O., Baranov V.N., Orelkina T.A., Bez-rukikh A.I., Voroshilov D.S., Murashkin M.Yu., Partyko E.G., Konstantinov I.L., Yanov V.V., Ste-panenko N.A. Investigation the structure in cast and deformed states of aluminum alloy, economically alloyed with scandium and zirconium // The Intern. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 115. Р. 263-274.
11. Baranov V.N., Zenkin E. Yu., Konstantinov I.L., Sidelnikov S.B. The research of the cold rolling modes for plates of aluminum alloy sparingly doped with scandium // Non-ferrous Metals. 2019. Vol. 47 (2). Р. 48-52.
12. Baranov V., Sidelnikov S., Voroshilov D., Yaki-vyuk O., Konstantinov I., Sokolov R., Belokono-va I., Zenkin E., Frolov V. Study of strength properties of semi-finished products from economically alloyed high-strength aluminium-scandium alloys for application in automobile transport and shipbuilding // Open Engineering. 2018. Vol. 8 (1). Р. 69-76.
13. Mann V.Kh., Sidelnikov S.B., Konstantinov I.L., Baranov V.N., Dovzhenko I.N., Voroshilov D.S., Lopatina E.S., Yakivyuk O.V., Belokonova I.N. Modeling and investigation of the process of hot rolling of large-sized ingots from aluminum alloy of the Al-Mg system, economically alloyed by scandium // Mater. Sci. Forum. 2019. Vol. 943. Р. 58-65.
14. Konstantinov I.L., Baranov V.N., Sidelnikov S.B., Kulikov B.P., Bezrukikh A.I., Frolov V.F., Orelkina TA., Voroshilov D.S., Yuryev P.O., Belokonova I.N. Investigation of the structure and properties of cold-rolled strips from experimental alloy 1580 with a reduced scandium content // The Intern. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2020. Vol. 109. Р. 443-450.
15. Knipling K.E., Seidman D.N., Dunand D.C. Ambient- and high-temperature mechanical properties of isochronally aged Al-0.06Sc, Al-0.06Zr and Al-0.06Sc-0.06Zr (at.%) alloys // Acta Materialia. 2011. Vol. 59. Р. 943-954.
16. Yashin V.V., Aryshenskiy V.Yu., Latushkin I.A., Tepterov M.S. Obosnovaniye tekhnologii izgotovleni-ya ploskogo prokata iz alyuminiyevykh splavov sistemy Al-Mg-Sc dlya aerokosmicheskoy promyshlen-nosti // Tsvetnyye metally. 2018. № 7. S. 75-82.
17. Baranov V.N., Kulikov B.P., Yur'yev P.O., Bezrukikh A.I. Polucheniye Al-Mg splavov s ponizhen-nym soderzhaniyem skandiya // Tsvetnyye metally. 2021. № 10. S. 80-85.
18. Stepanenko N.A., Yur'yev P.O., Bezrukikh A.I., Be-lyayev S.V., Partyko Ye.G., Yanov V.V. Issledova-
niye svoystv vysokoprochnogo alyuminiyevogo splava 1580 dlya polucheniya deformirovannykh polufab-rikatov, ekspluatiruyemykh v usloviyakh Kraynego Severa i Arktiki // Metallurg. 2021. № 9. S. 89-93.
19. Benavides S., Li K., Murr L.E., Brown D., McClure J.C. Low-temperature friction-stir welding of 2024 aluminum // Scripta Materialia. 1999. Vol. 41. P. 809-815.
20. Staron P., Kocak M., Williams S. Residual stresses in friction stir welded Al sheets // Applied Physics.
2002. Vol. 74. S1161-S1162.
21. Nelson T.W., Steel R.J., Arbegast W.J. In situ thermal studies and post-weld mechanical properties of friction stir welds in age hardenable aluminium alloys // Science and Technology of Welding & Joining.
2003. Vol. 8(4). P. 283- 288.
22. Su J.Q., Nelson T.W., Sterling C.J. А new route to bulk nanocrystalline materials // Journal of Materials Research. 2003. Vol. 18(8). P. 1757-1760.
23. Pat. 2686494 RF. Sposob svarki treniyem s peremeshivaniyem stykovykh soyedineniy alyumi-niyevykh splavov / Bakshayev V.A., Drits A.M., Ov-chinnikov V.V., Grigor'yev M.V. Patentoobladatel' Cheboksarskoye predpriyatiye «Sespel'»; Zayavl. 12.10.2018; Opubl. 29.04.2019; Byul. № 13.
24. Drits A.M., Ovchinnikov V.V. Svarka treniyem s peremeshivaniyem alyuminiyevykh splavov s dopolnitel'nym okhlazhdeniyem soyedineniya // Ele-ktrometallurgiya. 2021. № 10. S. 2-14.
25. Drits A.M., Ovchinnikov V.V., Solov'yeva I.V., Bakshayev V.A. Svoystva i struktura soyedineniy splava 1151 sistemy Al-Cu-Mg, vypolnennykh svar-koy treniyem s peremeshivaniyem s prinuditel'nym okhlazhdeniyem shva // Tsvetnyye metally. 2020. № 11. S.70-76.
26. Drits A.M., Ovchinnikov V.V., Solov'yeva I.V., Bakshayev V.A. Vliyaniye prinuditel'nogo okhlazhdeniya pri svarke treniyem s peremeshivaniyem na struk-turu i svoystva soyedineniy alyuminiyevogo splava 1565chN116 // Tsvetnyye metally. 2021. № 8. S. 50-57.
27. Drits A.M., Ovchinnikov V.V., Bakshayev V.A., Reztsov R.B. Vliyaniye dopolnitel'nogo okhlazhdeniya pri svarke treniyem s peremeshivaniyem na struk-turu i svoystva soyedineniy alyuminiyevykh splavov // Zagotovitel'nyye proizvodstva v mashinostroyenii. 2024. № 7. S. 296-305. DOI: 10.36652/1684-11072024-22-7-296-305,
28. Drits A.M., Ovchinnikov V.V., Polyakov D.A., Bakshayev V.A. Struktura i svoystva soyedineniy listov i plit splava 1565chH2, vypolnennykh svarkoy treniyem s peremeshivaniyem // Tsvetnyye metally. 2022. № 4. S. 51-59.
29. Drits A.M., Ovchinnikov V.V., Polyakov D.A. Kom-pleks svoystv svarnykh soyedineniy plit iz alyumi-niyevogo splava 1565chM // Tsvetnyye metally. 2024. № 1. S. 72-79.
