| Название НИОКТР |
Эволюция структуры высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg (Ni, Fe, Ca), получаемых с использованием технологии электромагнитного литья
|
| Аннотация |
На основе результатов, полученных при выполнении Проекта в 2022-2024 гг, предлагается обосновать и разработать технологию получения сварочной проволоки из сплавов систем Al–Zn–Mg–Ni–Fe и Al–Zn–Mg–Ca–Fe, включающую получение литой длинномерной заготовки методом литья в электромагнитный кристаллизатор (ЭМК) и последующую деформационно-термическую обработку (ДТО) с использованием горячего прессования методом Конформ, холодного волочения, промежуточных и окончательного отжигов.
Высокопрочные деформируемые сплавы типа В96 (на базе системы Al–Zn–Mg–Cu) обладают низкой технологичностью при сварке, включающей плавление (в частности, аргонно-дуговой и лазерной), что обусловлено их склонностью к образованию горячих трещин при кристаллизации. С другой стороны известно, что добавление Fe и Ni к сплавам на базе системы Al–Zn–Mg повышает литейные свойства, что обусловлено формированием при их кристаллизации достаточного количества эвтектики. Исходя из этого, можно предположить, что экспериментальные сплавы на базе систем Al–Zn–Mg–Ni–Fe и Al–Zn–Mg–Ca–Fe в виде проволоки могут быть перспективными и для получения соединений деформированных полуфабрикатов методами аргонно-дуговой и лазерной сварки.
Принципиальная возможность получения проволоки диаметром менее 2 мм была показана в Проекте 2022 на примере сплава Никалин, содержащем около 1%Fe. При этом эвтектические частицы железосодержащей фазы в процессе технологической цепочки трансформировались в глобулярные включения субмикронного размера, равномерно распределенные в алюминиевой матрице. Это позволило достигнуть достаточно высокой пластичности в прессованных прутках, диаметром 3,7 мм. С другой стороны, пластичность в проволоке оказалась невысокой. Из этого вытекает, что для устранения данного недостатка необходимо провести коррекцию состава сплава и оптимизацию режима деформационно-термической обработки (ДТО) в технологической цепочке получения проволоки.
В первый год предлагаемый проект будет сфокусирован на обосновании возможности практического применения новых сплавов и новой технологии в условиях действующего оборудования ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики». Работы будут включать корректировку составов сплавов Никалин и Альцимак с целью повышения деформационной пластичности при волочении, корректировку режима литья методом ЭМК, оптимизацию режима ДТО, включающего отжиг литой заготовки, прессование методом Конформ, промежуточный отжиг, волочение и окончательный отжиг. Предварительно будет проведено моделирование процесса ЭМК в программном пакете ANSYS Fluent. Моделирование процессов прессования и волочения будет проведено методом конечных элементов (МКЭ) с применением программного комплекса QFORM. В результате предполагается анализ температурно-деформационных и траекторно-скоростных параметров деформирования, что позволит уточнить и выбрать наиболее предпочтительные режимы обработки сплавов. Конечным результатом работ первого года будут скорректированные составы экспериментальных сплавов (Никалин-П и Альцимак-П) и технология получения из них проволоки, обладающей достаточной пластичностью.
Во второй год будут проведены работы, нацеленные на использование полученной проволоки (в качестве присадочной) для получения сварных соединений листовых полуфабрикатов сплавов Никалин и Альцимак методами аргонно-дуговой и лазерной сварки. Будет изучена структура сварных соединений в исходном состоянии и после упрочняющей термической обработки (включающей закалку и старение). Будут определены механические свойства сварных соединений. Итогом работ второго года будет обоснование режимов сварки сплавов Никалин-П и Альцимак-П, позволяющих получать сварные соединения с прочностью, близкой к прочности основного металла.
Предполагается, что полученные результаты найдут применения для получения деталей ответственного назначения (в частности, корпусных) в различных транспортных изделиях (автопрома, авиапрома, судостроения и др.).
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
13600.0
|
| Дата начала |
2025-06-10
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-19-20081-П
|
| Дата контракта |
2025-06-10
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
669.017
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Тимофеев Виктор Николаевич
|
| Руководитель организации |
Румянцев Максим Валерьевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-12-05 07:58:22 UTC, 2025-12-05 07:58:22 UTC
|
| ОКПД |
Сплавы на основе первичного алюминия
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
коррозия; механические свойства; литье; микроструктура; пластическая деформация; физические свойства; фазовый состав; Elmacast; электромагнитное литье; алюминиевые сплавы
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
53.49.05 - Фазовые и структурные превращения в металлах и сплавах; 53.49.01 - Общие вопросы
|
| 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 |
—
|
