Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2463116

(19)

RU

(11)

2463116

(13)

C1

(51) МПК B21B3/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 05.10.2012 - нет данных Пошлина:

На основании пункта 1 статьи 1366 части четвертой Гражданского кодекса Российской Федерации патентообладатель обязуется заключить договор об отчуждении патента на условиях, соответствующих установившейся практике, с любым гражданином Российской Федерации или российским юридическим лицом, кто первым изъявил такое желание и уведомил об этом патентообладателя и федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности.

(21), (22) Заявка: 2011127338/02, 05.07.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

05.07.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 05.07.2011

(45) Опубликовано: 10.10.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 1548259 A1, 07.03.1990. SU 901339 A, 02.02.1982. SU1117337 A, 07.10.1984. SU 899171 A, 23.01.1982. JP 2000054093 A, 22.02.2000.

Адрес для переписки:

119333, Москва, ул. Дм. Ульянова, 3, кв.128А, А.И. Трайно

(72) Автор(ы):

Трайно Александр Иванович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Трайно Александр Иванович (RU)

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для повышения качества производимого высокопрочного листового проката из алюминиевых сплавов. Способ включает получение плоской заготовки и последующую продольную холодную прокатку до конечной толщины. Повышение прочностных и вязкостных свойств листов обеспечивается за счет того, что холодную прокатку осуществляют в температурном интервале от -80 и до -196°C с суммарным относительным обжатием 35-99%. После прокатки заготовки до толщины, превышающей конечную толщину листа в 2,8 9,5 раза, производят ее поворот в плоскости прокатки на угол 90°. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к прокатному производству, и может быть использовано при получении высокопрочного листового проката из алюминиевых сплавов.

Известен способ изготовления листов и лент из алюминиевых сплавов, включающий получение горячекатаной заготовки, последующую холодную прокатку до заданных размеров и окончательный отжиг [1].

Известный способ не обеспечивает получение высоких прочностных и вязкостных свойств листов.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства листов и лент из алюминиевых сплавов, включающий получение горячекатаной плоской заготовки, ее термообработку и последующую холодную прокатку в несколько проходов [2].

Недостаток известного способа состоит в том, что листы и ленты имеют низкие прочностные и вязкостные свойства.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении прочностных и вязкостных свойств листов.

Для решения технической задачи в известном способе производства листов из алюминиевых сплавов, включающем получение плоской заготовки и последующую продольную холодную прокатку до конечной толщины, согласно изобретению холодную прокатку осуществляют в температурном интервале от -80 и до -196°C с суммарным относительным обжатием 35-99%. Кроме того, в варианте реализации способа после прокатки заготовки до толщины, превышающей конечную толщину листа в 2,8 9,5 раз, производят ее поворот в плоскости прокатки на угол 90°.

Сущность предложенного изобретения состоит в следующем. Эксперименты показали, что эволюция зеренной структуры алюминиевых сплавов в ходе прокатки суммарным относительным обжатием 35-99% при криогенных температурах в интервале от -80 и до -196°C определяется вытягиванием и диспергированием зерен вплоть до наноразмеров, в то время как вклад механического двойникования пренебрежимо мал. Основным видом деформации является {111}<110> дислокационное скольжение. Багодаря образованию большого количества препятствий для перемещения дислокации прочностные свойства листов возрастают. Одновременно с этим измельчение зеренной структуры способствует повышению вязкостных свойств.

Однако если продольную деформацию заготовки осуществлять только в одном направлении, листовой прокат приобретает анизотропию механических свойств: прочностные и вязкостные свойства образцов, вырезанных вдоль прокатки, превышают аналогичные показатели для поперечных образцов. Анизотропия механических свойств сужает возможности применения высокопрочных листов из алюминиевых сплавов.

Для выравнивания механических свойств в продольном и поперечном направлениях после прокатки заготовки до толщины, превышающей конечную толщину листа в 2,8 9,5 раза, производят ее поворот в плоскости прокатки на угол 90°. Поворот заготовки на угол 90° после достижения толщины, превышающей конечную толщину листа в 2,8 9,5 раза, обеспечивает дальнейшее пластическое течение металла в поперечном (по сравнению с начальным) направлением. Это снижает вытянутость зерен микроструктуры, уменьшает строчечность включений, позволяет получить листовой прокат из алюминиевых сплавов с изотропными механическими свойствами.

Экспериментально установлено, что при температуре холодной прокатки выше -80°C или суммарном обжатии менее 35% не достигается диспергирование микроструктуры вплоть до наноразмеров зерен. Листовой прокат имеет недостаточные прочностные и пластические свойства. При температуре холодной прокатки ниже -196°C или суммарном относительном обжатии более 99% вследствие снижения ресурса технологической пластичности имеет место охрупчивание и разрушение прокатываемых листов из алюминиевых сплавов в валках при прокатке или в процессе дальнейшей формовки, что недопустимо.

Если поворот заготовки на угол 90° производить при ее толщине, превышающей конечную менее, чем в 2,8 раза, или более, чем в 9,5 раза, то дальнейшая ее прокатка не обеспечит выравнивания микроструктуры и свойств готовых листов в продольном и поперечном направлениях. В одном случае будут преобладать прочностные свойства «поперек» заключительных проходов, а в другом - «вдоль».

Варианты реализации способа

1. Горячекатаную заготовку из сплава алюминия с магнием (3,5% Mg по массе) толщиной H=40 мм, шириной B=100 мм и длиной L=300 мм погружают в жидкий азот и охлаждают до температуры t=-130°C.

Охлажденную заготовку узкой стороной задают в валки реверсивного стана кварто 800 и осуществляют ее продольную прокатку за 8 проходов с промежуточным охлаждением в толщине 12 мм до исходной температуры -130°C. Прокатку завершают при конечной толщине листа h=8,0 мм. Суммарное относительное обжатие составляет:

.

Прокатанный лист отпускают при температуре 150°C, вырезают образцы вдоль и поперек направления прокатки и проводят испытания механических свойств:

в , кг/мм 2

т , кг/мм 2

5 , %

KCU, кг·м/см 2

Вдоль

40

29

10

9

Поперек

33

25

7,8

7

2. Все те же операции, что и в примере 1, только после обжатия заготовки до промежуточной толщины h n =32 мм, которая превышает конечную толщину листа h в n=4 раза:

производят поворот заготовки в плоскости прокатки на угол 90°, после чего продолжают ее многопроходную прокатку до конечной толщины h=8,0 мм с промежуточным охлаждением в толщине 12 мм до исходной температуры -130°C.

Прокатанный лист имеет следующие механические свойства:

в , кг/мм 2

т , кг/мм 2

5 , %

KCU, кг·м/см 2

вдоль

37

25

9,0

8

поперек

37

25

9,0

8

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.

Режимы производства листов из алюминиймагниевого сплава

п/п

t, °C

, %

, раз

Поворот на 90°

в , кг/мм 2

т , кг/мм 2

5 , %

KCU, кг·м/см 2

1

-70

34

не регл.

нет

28/22

24/20

8/5

7/4

2

-80

35

не регл.

-:-

39/32

28/24

9/5,9

9/6

3

-130

80

не регл.

-:-

40/33

29/25

10/7,8

9/7

4

-196

99

не регл.

-:-

41/34

29/24

9/6,2

9/6

5

-200

99,5

не регл.

-:-

31/22

26/22

8/6,1

7/3

6

-70

34

2,7

есть

28/23

21/24

6/8

7/5

7

-80

35

2,8

-:-

37/37

25/25

9/9

8/8

8

-130

80

4,0

-:-

37/37

25/25

9/9

8/8

9

-196

99

9,5

-:-

37/37

25/25

9/9

8/8

10

-200

99,5

10,0

-:-

31/22

26/23

8/6

8/4

11

+20

75

не регл.

нет

27/22

23/19

8/5

6/3

Из данных, представленных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4, 7-9) достигается повышение прочностных и вязкостных свойств листов из алюминиевых сплавов. Кроме того, поворот заготовки на 90° после достижения ей толщины, в 2,8 9,5 раза превышающей конечную толщину листа (варианты 7-9), обеспечивает повышение изотропности механических свойств.

В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты 1, 5, 6 и 9), а также реализации известного способа (вариант 11, [2]) имеет место снижение прочностных и вязкостных свойств листового проката, возрастает их анизотропия в продольном и поперечном направлениях.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что прокатка при криогенной температуре от -80 и до -196°C с суммарным относительным обжатием 35-99% способствует интенсивному измельчению микроструктуры алюминиевых сплавов вплоть до наноструктурных размеров по всей толщине листа, исключению протекания динамического возврата и самопроизвольного разупрочнения. Благодаря этому достигается одновременное повышение прочностных и вязкостных свойств. Кроме того, дополнительный поворот заготовки толщиной, превышающей конечную толщину листа в 2,8 9,5 раза, на угол 90°, обеспечивает уменьшение анизотропии механических свойств листов из алюминиевых сплавов с микрокристаллической структурой.

Благодаря повышению прочностных и вязкостных свойств листов из алюминиевых сплавов достигнуто снижение их толщины и массы на 10-15% при сохранении общей прочности изделия.

Литературные источники

1. Ивао Осаму "Алюминиевая фольга и технология ее производства". "Киндзоку. Киндоки." 1977, 47, 8, р.36-42.

2. Авторское свидетельство СССР 1548259, МПК C22F 1/04, 1988.

Формула изобретения

1. Способ производства листов из алюминиевых сплавов, включающий получение плоской заготовки и последующую продольную холодную прокатку до конечной толщины, отличающийся тем, что холодную прокатку осуществляют в температурном интервале от -80 и до -196°C с суммарным относительным обжатием 35-99%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после прокатки заготовки до толщины, превышающей конечную толщину листа в 2,8 9,5 раза, производят ее поворот в плоскости прокатки на угол 90°.