INFLUENCE OF ANNEALING TEMPERATURE AND PULSED MAGNETIC FIELD ON PHYSICAL PROPERTIES OF ALUMINUM ALLOY AK9 DURING ARTIFICIAL AGING

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

An urgent task of physical materials science is to improve the properties of metals and metal alloys necessary for operation. Despite significant progress in metal science and metallurgy, in particular in the creation of new alloys superior in their properties to alloys of the Al ‒ Si system, silumins will occupy a leading position in industry for a long time, which is associated with their manufacturability when used in almost all types of casting. Various methods of heat treatment are used to improve the structure and physico-mechanical properties of metal alloys. One of them is the technology of artificial aging, with the help of which it is possible to significantly change the physical and mechanical properties of metal alloys. The results of a comprehensive experimental study of the effect of a pulsed magnetic field on the aging process of AK9 aluminum alloy are presented. Information is provided on the chemical composition, modes of thermal and thermomagnetic treatments, and the main experimentally observed patterns of changes in microhardness and fine structure parameters of AK9 aluminum alloy aged for 4 hours at temperatures from 120 to 250 °C in a pulsed magnetic field with an amplitude of 557.2 kA/m and in its absence. It was found that the pulsed magnetic field significantly affects the strength properties and structure of the AK9 aluminum alloy, while it does not change the stages of the aging process. When a pulsed magnetic field is applied, the average size of coherent scattering blocks becomes larger, and the dislocation density and relative microdeformation are smaller than in its absence, which indicates the formation of a less pronounced crystal lattice. X-ray studies have shown that the time dependences of fine structure parameters correlate with the time dependences of microhardness, which is consistent with the basic classical laws of the aging process.

About the authors

Yulia V. Osinskaya

Samara National Research University

Author for correspondence.
Email: ojv76@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4586-4596
SPIN-code: 4675-6648
Russian Federation

Selimat G. Magamedova

Samara National Research University

Email: shakhbanova.sg@ssau.ru
ORCID iD: 0009-0006-9370-6177

Sergey V. Voronin

Samara National Research University

Email: voronin.sv@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-4370-9832
SPIN-code: 5010-5268

References

  1. Шарипов К.А., Ибрахимов Ф.Ф. Исследова-ние и подбор оптимальных параметров про-цесса искусственного старения низколегиро-ванных алюминиевых сплавов системы AlMgSi по критерию твердости. Universum: технические науки. 2023;5-3(110):15–18.
  2. https://doi.org/10.32743/UniTech.2023.110.5.15534
  3. Каблов Е.Н., Белов Е.В., Трапезников А.В., Леонов А.А., Зайцев Д.В. Особенности упрочнения и кинетики старения литейного алюминиевого высокопрочного сплава на ос-нове системы Al ‒ Si ‒ Cu ‒ Mg. Авиационные материалы и технологии. 2021;2(63):24–34. https://doi.org/10.18577/2713-0193-2021-0-2-24-34
  4. Носова Е.А., Амосов А.П. Исследование ис-кажений кристаллической решетки в твердом растворе алюминиевого сплава Д16 (АА2024) после отжига и старения. Ползуновский вест-ник. 2022;4-2:125–132.
  5. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.016
  6. Zi Y., John B. Natural and artificial ageing in aluminium alloys – the role of excess vacancies. Acta Materialia. 2021;215:1–11.
  7. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117014
  8. Бенариеб И., Пучков Ю.А., Сбитнева С.В., Зайцев Д.В. Исследование распада пересы-щенного твердого раствора при закалочном охлаждении листов из алюминиевого сплава Al ‒ Mg ‒ Si. Физика металлов и металлове-дение. 2023;124(9):838–845. https://doi.org/10.31857/S0015323023600843
  9. Honggang Zhang, Rui Chen, Xiaomei Gu. Effect of aging process on precipitated phase and prop-erties of mechanical extruded aluminum alloy. Journal of Measurements in Engineering. 2024;12(2):270–283. https://doi.org/10.21595/jme.2024.23724
  10. Andoko А., Yanuar R., Puspitasari P., Ariestoni T.B., The effects of artificial-aging temperature on tensile strength, hardness, microstructure, and fault morphology in AlSiMg. Journal of Achievements of Materials and Manufacturing Engineering. 2020;2(98):49–55.
  11. https://doi.org/10.5604/01.3001.0014.1480
  12. Yang Z., Jiang X.H., Zhang Liu X.-P., M., Liang Z.Q., Leyvraz D., Banhart J., Natural ageing clustering under different quenching conditions in an Al ‒ Mg ‒ Si alloy. Acta Materialia. 2021; 215:1–13. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117014
  13. Загуляев Д.В., Коновалов С.В., Громов В.Е. Влияние слабых магнитных полей на микро-твердость поликристаллического алюминия. Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика. Ме-ханика. Физика». 2010;9:53–56.
  14. Моргунов Р.Б., Валеев Р.А., Скворцов А.А., Королев Д.В., Пискорский В.П., Куницыны Е.И., Кучеряев В.В., Коплак О.В. Магнито-пластический и магнитомеханический эффекты в алюминиевых сплавах с магнитострикционными микровключениями. Труды ВИАМ. 2019;10(82):3–13. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-10-3-13
  15. Jun L., Hongyun L., Chu L., Tianshu Z., Runze W., Yue M. Effect of magnetic field on precipitation kinetics of an ultrafine grained Al – Zn – Mg – Cu alloy. Materials Science and Engineering: A. 2020;798:139990 https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139990
  16. Koch C.C. Experimental evidence for magnetic or electric field effects on phase transformations. Materials Science and Engineering: A. 2000;287:213–218. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)00778-4
  17. Аристова Н.А., Колобнев И.Ф. Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов. Москва. Металлургия, 1977:144.
  18. Беляев А.И., Бочвар О.С., Буйнов Н.Н., Ко-лобнев Н.И., Колпачев А.А., Костюков Л.А., Походаев К.С., Сенаторова О.Г., Романова Р.Р., Ткаченко Е.А., Фридляндер И.Н. Металловедение алюминия и его сплавов. Москва: Металлургия. 1983:280.
  19. Осинская Ю.В., Магамедова С.Г., Покоев А.В. Влияние амплитуды напряженности импульсного магнитного поля на параметры магнитопластического эффекта в состаренном алюминиевом сплаве Al ‒ Si ‒ Cu ‒ Fe. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2024;1:17–22.
  20. https://doi.org/10.31857/S1028096024010031
  21. Осинская Ю.В., Покоев А.В., Магамедова С.Г. Влияние напряженности постоянного магнитного поля на процесс фазообразования в состаренном алюминиевом сплаве Al ‒ Si ‒ Cu ‒ Fe. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2022;2:80–84. https://doi.org/10.31857/S1028096022020091
  22. Осинская Ю.В., Покоев А.В., Магамедова С.Г. Влияние частоты импульсного магнитного поля на старение алюминиевого сплава Al – Si – Cu – Fe. Известия РАН. Серия физическая. 2021;85.7:1018‒1023. https://doi.org/10.31857/S0367676521070176
  23. Геллер Ю.А. Материаловедение. Москва: Ме-таллургия, 1989:456.
  24. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-микроскопический анализ. Москва: МИСИС, 2002:360.
  25. Семенова О.Р. Рентгенографическое исследо-вание тонкой структуры твердых тел. Пермь: Пермский государственный нацио-нальный исследовательский университет. 2018:96.
  26. Волков Н.В., Скрытный В.И., Филиппов В.П., Яльцев В.Н. Методы исследования структурно-фазового состояния материалов. Москва: МИФИ. 2008:808.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Журнал «Вестник Сибирского государственного индустриального университета»

Свидетельство о регистрации: ПИ № ФС77-77872 от 03.03.2020 г.

Журнал имеет международный стандартный номер сериального издания ISSN 2304-4497 (Print) и подписной индекс в каталоге «Урал-Пресс» – 41270

Учредитель:

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Адрес редакции:

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Новокузнецк, Центральный район, ул. Кирова, зд. 42, Сибирский государственный индустриальный университет, каб. 483гт, тел. 8-950-270-44-88

Ответственный за выпуски: Запольская Е.М. 

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк, Россия

Исключительные авторские права на статьи принадлежат авторам ©

Обработка персональных данных

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).