Закономерности структурно-фазовых превращений в алюминиево-кальциевых сплавах, легированных цинком и магнием, в условиях сварки

Название НИОКТР	Закономерности структурно-фазовых превращений в алюминиево-кальциевых сплавах, легированных цинком и магнием, в условиях сварки
Аннотация	В последние десятилетия интенсивно развиваются технологии твердофазного получения неразъемных соединений и обработки поверхности металлических материалов, основанные на фрикционном нагреве и интенсивном термомеханическом перемешивании материалов. Основным видом таких технологий является сварка трением с перемешиванием. В ходе выполнения Проекта 2022 показано, что сварка трением с перемешиванием обеспечивает получение равнопрочных и бездефектных соединений термически неупрочняемого кальцийсодержащего сплава на базе Al-Ca-Zn-Mg. В тоже время структура и механические свойства соединения в конечном счете определяются уровнем вводимого в свариваемые кромки тепла при фрикционном нагреве. При достаточной простоте схемы сварки трением с перемешиванием физико-механические процессы, сопровождающие формирование соединения, весьма сложны и во многом до сих пор не изучены. Изучение этих процессов применительно к сварке трением с перемешиванием к термически неупрочняемому кальцийсодержащему сплава на базе Al-Ca-Zn-Mg(-Zr,Fe,Si) позволит регулировать структуру соединения в зоне перемешивания и тем самым обеспечивать получение наиболее высоких эксплуатационных сварных конструкций и создать методику выбора рациональных режимов СТП исследуемых алюминиевых сплавов. Основным объектом исследований будет новый термически неупрочняемый кальцийсодержащий сплав на базе Al-Ca-Zn-Mg(-Zr,Fe,Si) в сочетании с промышленными сплавами 1915 и АМг3, а также с новым сплавом на основе Al-Cu-Ca, склонным к термическому упрочнению в процессе старения. Экспериментальные сплавы будут получены в виде плоских слитков и далее подвергнуты структурным исследованиям и механической обработке. В частности, будет изучена структура и фазовый состав полученных образцов как в литом состоянии, так и после планируемой горячей прокатки при температурах 400-450 °С для изготовления листового проката (при суммарной степени деформации не менее 80 %), предназначенного для последующего получения сварных образцов. В работе аналитические исследования будут произведены с использованием передовых методов электронной микроскопии (СЭМ, МРСА, ПЭМ), рентгенофазового анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии. Одной из основных задач работы будет изучение возможности получения гибридных сварных соединений методами сварки трением с перемешиванием при различном сочетании новых кальцийсодержащих сплавов с промышленно применяемыми сплавами. Как ожидается, данный подход позволит совместитель и усилить основные преимущества обеих групп материалов. При этом внимание будет также уделено изучению влияния тепловложения (в том числе при применении принудительного охлаждения в процессе сварки) при сварке трением с перемешиванием на комплекс механических свойств и структуру сварных соединений, что особенно актуально в случае применения термически упрочняемых сплавов (1915, Al-Cu-Ca). Уровень тепловложения будет варьироваться регулированием основными параметрами режима СТП: частотой вращения рабочего инструмента, скоростью сварки и углом наклона рабочего инструмента относительно нормали к поверхности свариваемых заготовок. Кроме того, будет изучено влияние дополнительного охлаждения, реализованного путем размещением свариваемых заготовок и рабочего инструмента в ванне с проточной водой и охлаждением зоны перемешивания направленными водно-воздушными струями, подаваемыми с помощью специального соплового устройства. Для полученных различных сочетаний сварных соединений будет проведено изучение структуры, а также механических свойств при испытаниях на твердость и одноосное растяжение. Исследования структуры и механических свойств будет производиться для образцов как в исходном состоянии (после сварки), так и после применения термической и/или дополнительной термомеханической обработки.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	14000.0
Дата начала	2025-06-10
Дата окончания	2026-12-31
Номер контракта	22-19-00121-П
Дата контракта	2025-06-10
Количество отчетов	2
УДК	669.017.3; 669.017.3:620.18
Количество просмотров	5
Руководитель работы	Овчинников Виктор Васильевич
Руководитель организации	Югай Евгений Эдуардович
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	Отсутствует
Госпрограмма	—
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-12-23 09:04:03 UTC, 2025-12-23 09:04:03 UTC
ОКПД	Профили прочие из алюминия или алюминиевых сплавов
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	Микроструктура; Механические свойства; Деформационная обработка; Al-Ca сплавы; Алюминиевые сплавы; Сварка
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Фундаментальное исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	53.49.05 - Фазовые и структурные превращения в металлах и сплавах; 53.49.09 - Прочность и пластичность металлов и сплавов; 53.49.03 - Фазовые равновесия в металлах и сплавах
OECD	—
OESR	Материаловедение
Приоритеты научно-технического развития	а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
Регистрационные номера	—