Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва, Самара, Россия:

Е. В. Арышенский, доцент кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения, научный руководитель отраслевой научно-исследовательской лаборатории № 4, докт. техн. наук, эл. почта: arishenskiy.ev@ssau.ru

Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия:

С. В. Коновалов, проректор по научной и инновационной деятельности, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: konovalov@sibsiu.ru

АО «Самарский металлургический завод», Самара, Россия:

В. В. Яшин, менеджер, канд. техн. наук, эл. почта: Vasiliy.Yashin@samara-metallurg.ru

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, Томск, Россия:
И. Ю. Литовченко, заведующий лабораторией материаловедения сплавов с памятью формы, руководитель Центра коллективного пользования «НАНОТЕХ», докт. физ.-мат. наук, эл. почта: litovchenko@spti.tsu.ru

Исследовано формирование текстуры в малолегированном сплаве 8011 на этапе проработки его литой структуры. Процесс формирования текстуры при проработке литой структуры отличается от процессов, наблюдаемых на более поздних этапах термомеханической обработки, и этот вопрос требует исследования. Для изучения закономерностей формирования текстуры на лабораторном стане проведена прокатка образцов из малолегированных алюминиевых сплавов, моделирующая реальный промышленный процесс. Для двух деформационных состояний выполнили комплексное исследование микроструктуры с использованием оптической микроскопии для исследования зеренной микроструктуры, электронной растровой микроскопии для определения числа и размеров интерметаллидов, локального анализа микроструктуры методом дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD) и рентгено-структурного текстурного анализа для определения основных кристаллографических ориентировок. При изучении микроструктуры установлено, что в данном сплаве при высоком значении параметра Зенера – Холломона рекристаллизация (в том числе и частичная в междеформационных паузах) возможна на этапе проработки литой структуры. Основным механизмом зародышеобразования является PSN-механизм (Particle-Stimulated Nucleation — зарождение, стимулируемое частицами). При этом формирование кубической текстуры при рекристаллизации затруднено из-за плохо сформированной текстуры β-фибера, снижающей эффективность механизма ориентированного роста. Кроме того, по причине быстропротекающих процессов возврата на данных стадиях в зернах присутствует небольшое (по сравнению с частицами второй фазы) число субзерен, поэтому и число зародышей кубической текстуры также невелико. Таким образом, текстурная композиция, формирующаяся на этапе проработки литой структуры, существенно отличается от наблюдаемой на более поздних стадиях термомеханической обработки.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда, проект 18-79-10099-П, https://rscf.ru/project/21-79-03041/.

1. Voronin S. V., Chaplygin K. K. Determining the crystallographic orientation by scanning probe microscopy and polarizing microscopy with use of the FCC lattice of aluminum as an example // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2022. Vol. 16, Iss. 6. P. 1297–1300.
2. Savchenkov S., Kosov Y., Bazhin V., Krylov K., Kawalla R. Microstructural master alloys features of aluminum–erbium system // Crystals. 2021. Vol. 11, Iss. 11. 1353.
3. Белов Н. А., Короткова Н. О., Дорошенко В. В., Аксенов А. А. Влияние кальция на электрическое сопротивление и фазовый состав сплава Al – 1,5 % Mn // Цветные металлы. 2022. № 9. С. 85–91.
4. Власов А. А., Сизяков В. М., Бажин В. Ю., Фещенко Р. Ю., Шарипов Д. Д. Технологические особенности растворения глинозема в электролитах мощных алюминиевых электролизеров // Цветные металлы. 2011. № 8. С. 159–167.
5. Белов Н. А., Цыденов К. А., Летягин Н. В., Черкасов С. О. Структура и механические свойства горячекатаных листов из сплава Al – 2 % Cu – 2 % Mn – 0,4 % Si – 0,2 % Zr, подвергнутых сварке трением с перемешиванием // Цветные металлы. 2022. № 5. С. 66–72.
6. Арышенский Ю. М., Гречников Ф. В. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов / под общ. ред. Ф. В. Гречникова. — М. : Металлургия, 1990. — 303 с.
7. Erisov Y. A., Grechnikov F. V., Surudin S. V. Yield function of the orthotropic material considering the crystallographic texture // Structural Engineering and Mechanics. 2016. Vol. 58, Iss. 4. P. 677–687.
8. Гречников Ф. В. Деформирование анизотропных материалов: Резервы интенсификации. — М. : Машиностроение, 1998. — 445 с.
9. Hirsch J. Through process modelling // Materials science forum. 2006. Vol. 519. P. 15–24.
10. Vatne H. E., Furu T., Ørsund, R., Nes E. Modelling recrystallization after hot deformation of aluminium // Acta materialia. 1996. Vol. 44, Iss. 11. P. 4463–4473.
11. Vatne H. E., Wells M. A. Modelling of the recrystallization behaviour of AA5XXX aluminum alloys after hot deformation // Canadian metallurgical quarterly. 2003. Vol. 42, Iss. 1. P. 79–88.
12. Engler O., Vatne H. E. Modeling the recrystallization textures of aluminum alloys after hot deformation // JOM. 1998. Vol. 50. P. 23–27.
13. Aryshenskii E. V., Aryshenskii V. Y., Grechnikova A. F., Beglov E. D. Evolution of texture and microstructure in the production of sheets and ribbons from aluminum alloy 5182 in modern rolling facilities // Metal Science and Heat Treatment. 2014. Vol. 56. P. 347–352.
14. Гречников Ф. В., Арышенский В. Ю. Феноменологические и кристаллографические основы формирования заданной анизотропии свойств при прокатке высокотекстурованных алюминиевых лент // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). 2002. № 1. С. 68–77.
15. Aryshenskii E. V., Hirsch J., Beglov E. D., Konovalov S., Kargin V. R. Specific of the recrystallization driving force calculation on the early stages of thermomechanical treatment of aluminum alloys // Materials Science Forum. 2021. Vol. 1037. P. 273–280.
16. Yashin V., Aryshenskii E., Hirsch J., Konovalov S., Latushkin I. Study of recrystallization kinetics in AA5182 aluminium alloy after deformation of the as-cast structure // Materials Research Express. 2019. Vol. 6, Iss. 6. 066552.
17. Wells M. A., Samarasekera I. V., Brimacombe J. K., Hawbolt E. B., Lloyd D. J. Modeling the microstructural changes during hot tandem rolling of AA5XXX aluminum alloys: Part I. Microstructural evolution // Metallurgical and Materials Transac tions: B. 1998. Vol. 29, Iss. 3. P. 611–620.
18. Aryshenskii E., Hirsch J., Konovalov S. Investigation of the intermetallic compounds fragmentation impact on the formation of texture during the as cast structure thermomechanical treatment of aluminum alloys // Metals. 2021. Vol. 11, Iss. 3. 507.
19. Арышенский Е. В., Коновалов С. В. Механизмы и закономерности формирования текстуры и свойств в перспективных алюминиевых сплавах при рекристаллизации в процессах термомеханической обработки // Металлургия: технологии, инновации, качество : тр. XXII Международной научно-практической конференции. В 2-х частях. Часть 1. Под общ. ред. А. Б. Юрьева. — Новокузнецк : Сибирский государственный индустриальный университет, 2021. С. 225–232.
20. Серебряный В. Н., Куртасов С. Ф., Литвинович М. А. Изучение ошибок ФРО при обращении полюсных фигур с использованием статистического метода гребневых оценок // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73, № 4. С. 29–35.
21. Aryshenskii E., Hirsch J., Konovalov S., Aryshenskii V., Drits A. Influence of Mg content on texture development during hot plain-strain deformation of aluminum alloys // Metals. 2021. Vol. 11, Iss. 6. 865.
22. Gryziecki J., Gdula Z. Dynamic recovery of polycrystal line silver // Materials Science and Engineering. 1987. Vol. 93. P. 99–105.
23. Nes E., Vatne H. E. The 40 (111) orientation relationship in recrystallisation // International Journal of Materials Research. 1996. Vol. 87, Iss. 6. P. 448–453.

24. Aryshenskii E. V., Hirsch J., Konovalov S. V., Prahl U. Specific features of microstructural evolution during hot rolling of the as-cast magnesium-rich aluminum alloys with added transition metal elements // Metallurgical and Materials Transactions A. 2019. Vol. 50. P. 5782–5799.
25. Aryshenskii E. V., Serebryany V. N., Tepterev M. S., Grechnikova A. F. Study of the laws of texture formation in the alloy 8011 during cold rolling and annealing // The Physics of Metals and Metallography. 2015. Vol. 116. P. 925–931.