Исследование влияния технологических параметров сварки на структуру и свойства экспериментального сплава системы Al–Zn–Mg-Ca.

АННОТАЦИЯ

Выпускная квалификационная работа на 55 с., с 21 рис., 7 табл., 12 источниками.

Ключевые слова: алюминиево-кальциевые сплавы, свариваемость, горячие трещины, рыбий скелет.

Объектом исследования является алюминиевый сплав, легированный магнием, цинком и кальцием состава, %: Al–1Ca–5,5Zn–1,5Mg–0,5Mn.

Цель работы – исследование влияния технологических параметров сварки на структуру и свойства экспериментального сплава системы Al–Zn–Mg-Ca.

• процессе исследования получены образцы из деформированных полуфабрикатов экспериментального алюминиевого сплава, легированного кальцием; определена склонность к трещинообразованию данного сплава при сварке; исследованы механические свойства и микроструктура в разных зонах сварного соединения.

В результате выполнения работы установлено влияние технологических параметров сварки на структуру и свойства экспериментального сплава системы

Al–Zn–Mg-Ca. Определены оптимальные значения сварочного тока для достижения наибольшей стойкости к образованию горячих трещин при сварке. Проведены измерения твердости анализ микроструктуры сварного шва.

























5

ОГЛАВЛЕНИЕ


Введение....................................................................................................... 7
Глава 1. Аналитический обзор литературы...................................................... 9
1.1. Деформируемые алюминиевые сплавы на базе системы Al-Zn-Mg......... 9
1.1.1. Обзор влияния легирующих элементов........................................... 9

1.1.2. Диаграмма состояния Al-Zn-Mg.................................................... 10
1.1.3. Термическая обработка................................................................. 12
1.1.4. Эксплуатационные и технологические свойства............................. 13
1.1.5. Применение................................................................................. 16
1.2. Новые алюминиевые сплавы на основе системы Al-Zn-Mg-Ca.............. 17
1.2.1. Диаграмма состояния Al-Ca.......................................................... 17
1.2.2. Структура и термическая обработка сплавов Al-Zn-Mg-Ca............. 18
1.2.3. Механические свойства сплавов Al-Zn-Mg-Ca............................... 21
1.3. Общая характеристика способов сварки алюминиевых сплавов............ 26
1.3.1. Аргонодуговая сварка................................................................... 26
1.3.2. Сварка трением с перемешиванием............................................... 31
1.3.3. Плазменная сварка........................................................................ 34
1.4. Критерии и технологические пробы для оценки свариваемости............ 38

Глава 2. Объект и методика исследования..................................................... 47
2.1. Изготовление проката из слитков исследуемого сплава........................ 47
2.2. Подготовка образцов к сварке и режимы сварки.................................. 48
2.3. Структурные исследования................................................................. 50
Глава 3. Научно-исследовательская часть...................................................... 52
3.1. Оценка склонности к трещинообразованию......................................... 52
3.2. Измерение твердости.......................................................................... 52
3.3. Анализ микроструктуры..................................................................... 56
Выводы....................................................................................................... 62
Список использованных источников............................................................. 63
Приложение 1.............................................................................................. 65
Приложение 2.............................................................................................. 66




















6

Введение

Развитие авиакосмической техники требует использования в конструкциях качественно новых высокопрочных материалов, отличающихся высокими эксплуатационными свойствами. Так, в отечественной и зарубежной практике при изготовлении обшивки и внутреннего набора элементов планера самолета (фюзеляж, крыло, киль и др.) успешно используются упрочняемые термической обработкой высокопрочные алюминиевые сплавы системы Al-Zn-Mg и сплавы средней и повышенной прочности Al-Zn-Mg-Cu [1-4].

К достоинствам этих сплавов относится хорошая свариваемость, высокая устойчивость твердого раствора цинка и магния в алюминии, которая проявляется

• так называемой самозакаливаемости, то есть способности закаливаться при охлаждении на воздухе, вследствие чего свойства сварных соединений после старения приближаются к свойствам основного материала. Сплавы Al-Zn-Mg

имеют высокую общую коррозионную стойкость и отличаются высокой технологичностью при производстве деформированных полуфабрикатов [5, 6].

Однако, существующие системы легирования, но основе которых созданы известные сплавы, в значительной мере исчерпали ресурсы повышения базовых эксплуатационных характеристик, прежде всего, прочностных, которые зачастую недостаточно высоки для применения