К 55-летию Тюменского государственного нефтегазового университета (стр. 18 )

Рис. 2. Зависимость давления насыщенных паров нефти в зависимости

от числа опытов

Из приведенных данных видим, что эффективность натриевого ПАВ в 2 раза выше калиевого. Это объясняется следующим. Натриевая соль СЖК значительно менее олеофильна, чем калиевая, оптимальная концентрация ПАВ на поверхности достигается при значительно меньшей концентрации её в объёме.

Сведения об авторах

Фархан Марван Мохммед, аспирант, Тюменский государственный нефтегазовый университет

Магарил Ромен Зеликович, профессор, д. т.н., Тюменский государственный нефтегазовый университет, , е -mail: [e-mail]

Farhan M. M., post graduate student, Tyumen State Oil and Gas University

Magaryl R. Z., PhD, professor, Tyumen State Oil and Gas University, phone: 8 (3452) е - mail: *****@***ru

______________________________________________________________________________

Машины, оборудование

и обустройство промыслов

УДК 669.71

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ГОМОГЕНИЗАЦИИ НА СТРУКТУРУ И ПЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛИТКОВ ИЗ СПЛАВА СИСТЕМЫ AL-ZN-MG-CU –ZR

EFFECT OF HOMOGENIZATION ON THE STRUCTURE AND PLASTIC PROPERTIES OF BARS OF ALLOYS AL-ZN-MG-CU-ZR

, ,

V. M. Zamyatin, O. P. Moskovskikh, S. V. Grachev, M. A. Grinenko, N. M. Doroshenko

Уральский федеральный университет имени первого Президента России ,
г. Екатеринбург

Ключевые слова: сплав, алюминий, дисперсоид, пересыщение, легкоплавкая эвтектика, цирконий, упрочнение, гомогенизация, отжиг, гетерогенезация

Key words: alloy, aluminum, dispersoid, supersaturation, fusible eutectic zirconium, hardening,

homogenizing, annealing, geterogenezatsiya

Одна из важнейших задач процесса гомогенизации слитков из сплава системы Al-Zn-Mg-Cu -Zr заключается в растворении неравновесной эвтектики, сформировавшейся при кристаллизации, уменьшении степени дендритной ликвации и выделении дисперсоида Al3Zr из пересыщенного по цирконию твердого раствора на основе алюминия.

Растворение неравновесной эвтектики существенно повышает технологическую пластичность слитков, то есть их способность к последующей деформации без разрушения. Указанные процессы оказывают значительное влияние на формирование структуры, механических, коррозионных и конструкционных свойств деформированных полуфабрикатов. В связи с этим выбор рационального режима гомогенизации слитков представляет актуальную задачу.

В данной работе исследовали влияние одноступенчатых и двухступенчатых режимов гомогенизации образцов. Вырезанных из отожженного (380–420°С, 2 ч) плоского слитка поперечным сечением 400 х 1630 мм сплава 7050 системы Al-Zn-Mg-Cu -Zr. Химический состав сплава (в мас.%): 6,2 Zn; 2,3 Mg; 2,3 Cu; 0,10 Zr; 0,05 Ti; 0,08 Fe; 0,03 Si; 0,02 Mn; остальное Al. Содержание водорода в слитке 0,012 см3/100 г.

Для определения температуры равновесного солидуса сплава 7050 провели дифференциально-термический анализ образца от отожженного слитка. Полученная термограмма в режиме нагревания приведена на рисунке.

Рисунок. Термограмма сплава 7050 при нагреве со скоростью 140С/мин

(образец из отожженного (380 – 4200С, 2 ч) слитка сечением 400·1630 мм

Она характеризуется наличием двух эндотермических пиков. Резкое уменьшение скорости нагревания сплава в интервале температур 474–477°С (первый пик) обусловлено плавлением неравновесной эвтектики αAl+Mg(Zn,Cu)2+Al2CuMg. Последующее снижение скорости нагревания сплава в температурном интервале 481–490°С (второй пик) вызвано, преимущественно, плавлением эвтектики αAl + Al2CuMg. Исходя из полученных данных, выбрали режимы одно - и двухступенчатой гомогенизации образцов в лабораторных условиях (таблица).

Режимы гомогенизации образцов из отожженного (380–420 °С, 2 ч) слитка сечением 400 х 1630 мм сплава 7050 и значения пластических свойств гомогенизированных
образцов при температуре испытания 400 °С

Пор. ном.	Температуры нагрева, °С — продолжительность выдержки, ч	Пластические свойства при 400 °С
δ, %	Ψ,%
1		85	99,1
2	50 - 24	77,9	99,2
3		73,3	99
4		74,1	99
5		82,7	99,1
6		76	99
7		81,4	99,4
8		86,5	99,2
9		79,7	99,1
10		82,3	99
11		84,5	99,1
12		82	99,1
13	+	69,5	99
14	+	70,9	99,1
15	+	65,2	99,1
16	+	62	98,5
17	+	58,5	96,5

Образцы гомогенизированы в лабораторной печи сопротивления с погрешностью измерения температуры ±2°С.

Нагрев и охлаждение образцов проводили со скоростью 25–30°С / ч. Пластические свойства образца гомогенизированного по различным режимам определяли при 400°С, так как при этой температуре осуществляется горячая деформация слитка. Образцы гомогенизированные одноступенчато при температуре 450–470°С в течение 12–24 ч (таблица), характеризуются высокими значениями относительного сужения ( Ψ = 99,0 – 99,2 %) и относительного удлинения (δ = 73,3–82,7).

Повышение температуры одноступенчатой гомогенизации образцов до 475°С, то есть выше точки плавления неравновесной эвтектики слабо влияет на значения их свойств, которые находятся в интервалах: Ψ = (99,0–99,4 )%, δ = (79,7–86,5 )%. Дальнейшие повышения температуры гомогенизации до 480°С сопровождаются получением следующих значений свойств образцов: Ψ = (99,0–99,1)%, δ = (82,0–84,5) %.

Применение двухступенчатых режимов гомогенизации образцов вызывает снижение их относительного удлинения: на 5–10% режимы №13–№15, на 14–18% режимы № 16–№17 (см. таблицу).

Исследования микроструктуры образцов в отожженном и гомогенизированном состояниях показали следующее: в отожженном состоянии (380–420°С, 2 ч) по границам дендритных ячеек расположены прослойки неравновесной эвтектики переменной толщины
(2–25 мкм) образующие сетку, при этом в стыках зерен толщина прослоек достигает
40–60 мкм. Неравновесная эвтектика имеет тонкое дисперсное строение.

Гомогенизация образца по режиму 450°С, 12 ч обеспечивает частичное растворение неравновесной эвтектики, в следствие диффузии атомов цинка в зерно алюминиевой матрицы эвтектика превращается в цепочки S-фазы (Al2CuMg). Повышение температуры одноступенчатой гомогенизации образцов приводит к аналогичным изменениям в их микроструктуре. По мере дальнейшего увеличения температуры от 470 до 480°С наблюдается постепенное растворение S — фазы, однако, в микроструктуре появляются поры, объемная доля которых возрастает при повышении температуры гомогенизации. Этот эффект проявляется и в случае всех двухступенчатых режимов гомогенизации.

Выводы

· Одноступенчатые режимы гомогенизации образцов из отожженного слитка сплава 7050, предусматривающие изменение температуры в интервале 450–460°С при продолжительности выдержек 12 и 24 ч вызывают превращение неравновесной эвтектики αAl + Mg(Zn,Cu)2 + Al2CuMg в двойную эвтектику αAl + Al2CuMg вследствие диффузии цинка из неравновесной эвтектики в зерна α твердого раствора, при этом пластические свойства образцов при температуре 400°С почти не зависят от указанных параметров гомогенизации.

· Повышение температуры одноступенчатой гомогенизации от 475°С — до 480 °С при продолжительности выдержек 12 и 24 ч, а также применение различных режимов двухступенчатой высокотемпературной гомогенизации из отожженного слитка сплава 7050 способствует растворению фазы Al2CuMg в алюминиевой матрице, однако в этих случаях в структуре образцов образуются микропоры. Двухступенчатые режимы гомогенизации образцов вызывают некоторое понижение их пластических свойств при температуре горячей деформации 400 °С.

Сведения об авторах