ФГУП ВИАМ, г. Москва, Россия

Н. И. Колобнев, гл. науч. сотр., e- mail: olanko@bk.ru

Л. Б. Хохлатова, нач. сектора

М. С. Оглодков, ведущий инженер

Ю. Ю. Клочкова, ведущий инженер

Представлены обзор публикаций и некоторые результаты работы по исследованию фазового состава, зеренной структуры и свойств полуфабрикатов из алюминиево-литиевых сплавов системы Al – Cu – Li, дополнительно легированных Zn, Ag, Mg, Zr, Sc. Предложено эти сплавы разделить на две группы с содержанием 2,0–3,0 % Cu при 1,2–1,8 % Li и 3,5–4,5 % Cu при 0,6–1,3 % Li. К первой группе относят сплавы В-1461 и его аналоги 2099 (2199), ко второй — В-1469 и 2060. Сплавы В-1461 и В-1469 — отечественные, 2099 (2199), 2060 — зарубежные. Показано, какие фазы могут выделяться в зависимости от содержания основных легирующих элементов Cu и Li — δ' (Al₃Li), θ' (Al₂Cu), Т_В (Al₇Cu₄Li), Т₁ (Т'₁) (Al₂CuLi) и T₂ (Al₆CuLi₃). Приведены диаграммы фазовых превращений при старении сплавов В-1461 и В-1469 в широком температурно-временном интервале, показаны фазовые области, обеспечивающие максимальную прочность. Аналогичные результаты получены по фазовому составу зарубежных сплавов 2099 (2199), 2060. Указана степень упрочнения, которую обеспечивает каждая из упрочняющих фаз. Проведен анализ причин получения пониженных характеристик пластичности и вязкости разрушения алюминиево-литиевых сплавов и предложены пути их устранения. К основным факторам, способствующим уменьшению пластичности, вязкости разрушения, острой текстуры деформации и значительной анизотропии механических свойств можно отнести локализацию деформации у границ зерен в результате перерезания дислокациями частиц основной упрочняющей фазы δ' и сильную текстурованность волокнистой структуры. В сплавах нового поколения путем некоторого понижения содержания Li, дополнительного легирования Zn, Ag и Mg, применения термомеханической обработки и ступенчатых режимов старения создают условия, исключающие локализацию деформации и снижающие остроту текстуры. Исходя из указанных факторов, были скорректированы химические составы сплавов и технологические процессы изготовления полуфабрикатов, разработаны режимы ступенчатого старения, позволившие обеспечить повышенную вязкость разрушения. Приведены свойства сплавов В-1461, В-1469, 2099 (2199) и 2060 с достаточно высокими ее характеристиками.

Авторы выражают благодарность сотрудникам за участие в работе по исследованию свойств и структуры отечественных сплавов В-1461 и В-1469 — О. К. Колесенковой, Г. Г. Клочкову, В. С. Ерасову, А. А. Алексееву, Е. А. Лукиной.

1. Антипов В. В., Колобнев Н. И., Хохлатова Л. Б. Развитие алюминий-литиевых сплавов и многоступенчатых режимов термической обработки // Авиационные материалы и технологии : юбилейный науч.-техн. сб. — М. : ВИАМ, 2012. С. 183–195.
2. Колобнев Н. И., Хохлатова Л. Б., Антипов В. В. Перспективные алюминий-литиевые сплавы для самолетных конструкций // Технология легких сплавов. 2007. № 2. С. 35–38.

3. Хохлатова Л. Б., Колобнев Н. И., Оглодков М. С., Михайлов Е. Д. Алюминий-литиевые сплавы для самолетостроения // Металлург. 2012. № 5. С. 31–35.
4. Фридляндер И. Н., Грушко О. Е., Антипов В. В., Колобнев Н. И., Хохлатова Л. Б. Алюминийлитиевые сплавы // Авиационные материалы. 2007. С. 163–171.
5. Хохлатова Л. Б., Колобнев Н. И., Антипов В. В., Каримова С. А., Рудаков А. Г., Оглодков М. С. Влияние коррозионной среды на скорость роста трещины усталости в алюминиевых сплавах // Авиационные материалы и технологии : науч.-техн. сб. — М. : ВИАМ, 2011. № 1. С. 16—20.
6. Magnusen P. E., Mooy D. C., Yocum L. A., Rioja R. J. // The Minerals, Metals and Materials Society. 2012. С. 535–540.
7. Karabin L. M., Bray G. H., Rioja R. L., Venema G. // Ibid. P. 529–534.
8. Dorin T., Dtschamps A., Gtuser F. D., Weyland M. // Ibid. P. 1155–1160.
9. Shih J. C., Weyland M., Muddle B. C. // Proceed. of the 12-th Inter. Conference on Aluminium Alloys. 2010. P. 2028–2033.
10. Фридляндер И. Н., Чуистов К. В., Березина А. Л., Колобнев Н. И. // Алюминий-литиевые сплавы. Структура и свойства. — Киев : Наукова думка, 1992. — 192 с.
11. Хохлатова Л. Б., Колобнев Н. И., Оглодков М. С., Лукина Е. А., Сбитнева С. В. Изменение фазового состава в зависимости от режимов старения и структуры полуфабрикатов сплава В-1461 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. № 6. С. 20–23.
12. Sainfort P., Dubost B. // J. de Phys. 1987. Vol. 48, № 9. P. 407–413.
13. Martin J. W. // Ann. Rev. Mater. Sci. 1988. Vol. 18. Р. 101–119.
14. Оглодков М. С., Хохлатова Л. Б., Колобнев Н. И., Алексеев А. А., Лукина Е. А. Влияние термомеханической обработки на свойства и структуру сплава системы Al – Cu – Mg – Li – Zn // Авиационные материалы и технологии : науч.-техн. сб. — М. : ВИАМ, 2010. № 4. С. 7–11.
15. Клочкова Ю. Ю., Грушко О. Е., Ланцова Л. П., Бурляева И. П., Овсянников Б. В. Освоение в промышленном производстве полуфабрикатов из перспективного алюминийлитиевого сплава В1469 // Там же. 2011. № 1. С. 8–12.
16. Березина А. Л., Колобнев Н. И., Чуистов К. В. // Технология легких сплавов. 1992. № 4. С. 9–15.
17. Brodusch B., Trudeau M. L., Michaud P. et al. // The Minerals, Metals and Materials Society. 2012. P. 23–28.
18. Khokhlatova L. B., Kolobnev N. I., Samokhvalov S. V. // Proceed. of the 11-th Inter. Conf. on Aluminium Alloys. 2008. P. 234–240.
19. Lukina E. A., Alekseev A. A., Antipov V. V. et al. // Proceed. of the 12-th Inter. Conf. on Aluminium Alloys. 2010. P. 1673–1678.
20. Boselli J., Bray G., Rioja R. J., Mooy D. et al. // The Minerals, Metals and Materials Society. 2012. P. 581–586.
21. Хохлатова Л. Б., Оглодков М. С., Пономарев Е. К. // Металлургия машиностроения. 2012. № 3. С. 22–26.