Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке

Исследована стойкость высокопрочных сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке в зависимости от суммарного количества и соотношения в них основных легирующих элементов (цинка, магния, меди), а также от наличия добавок скандия в основном и присадочном матер...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2007
Hauptverfasser:	Ищенко, А.Я., Федорчук, В.Е., Покляцкий, А.Г., Яворская, М.Р.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2007
Schriftenreihe:	Автоматическая сварка
Schlagworte:	Научно-технический раздел
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99225
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке / А.Я. Ищенко, В.Е. Федорчук, А.Г. Покляцкий, М.Р. Яворская // Автоматическая сварка. — 2007. — № 2 (646). — С. 9-11. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99225
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-992252025-02-09T13:19:58Z Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке Resistance of alloys of Al—Zn—Mg—Cu system against hot crack formation in argon arc welding Ищенко, А.Я. Федорчук, В.Е. Покляцкий, А.Г. Яворская, М.Р. Научно-технический раздел Исследована стойкость высокопрочных сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке в зависимости от суммарного количества и соотношения в них основных легирующих элементов (цинка, магния, меди), а также от наличия добавок скандия в основном и присадочном материалах. Показано, что повышение суммарного количества основных легирующих элементов в сплавах и введение 0,3% Sc в металл шва позволяет существенно увеличить стойкость сварных соединений против образования горячих трещин. Resistance of Al–Zn–Mg–Cu system high-strength alloys to high-temperature cracking in argon-arc welding was studied, depending on the total amount and ratio of base alloying elements (zinc, magnesium, copper) in it, and also on the presence of scandium additions in base and filler materials. It is shown that increase of the total amount of base alloying elements in the alloys and addition of 0.3 % Sc to the weld metal allow considerably increasing the hot cracking resistance of welded joints. 2007 Article Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке / А.Я. Ищенко, В.Е. Федорчук, А.Г. Покляцкий, М.Р. Яворская // Автоматическая сварка. — 2007. — № 2 (646). — С. 9-11. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99225 621.791.75.01 ru Автоматическая сварка application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Ищенко, А.Я. Федорчук, В.Е. Покляцкий, А.Г. Яворская, М.Р. Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке Автоматическая сварка
description	Исследована стойкость высокопрочных сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке в зависимости от суммарного количества и соотношения в них основных легирующих элементов (цинка, магния, меди), а также от наличия добавок скандия в основном и присадочном материалах. Показано, что повышение суммарного количества основных легирующих элементов в сплавах и введение 0,3% Sc в металл шва позволяет существенно увеличить стойкость сварных соединений против образования горячих трещин.
format	Article
author	Ищенко, А.Я. Федорчук, В.Е. Покляцкий, А.Г. Яворская, М.Р.
author_facet	Ищенко, А.Я. Федорчук, В.Е. Покляцкий, А.Г. Яворская, М.Р.
author_sort	Ищенко, А.Я.
title	Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке
title_short	Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке
title_full	Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке
title_fullStr	Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке
title_full_unstemmed	Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке
title_sort	стойкость сплавов системы al—zn—mg—cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2007
topic_facet	Научно-технический раздел
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99225
citation_txt	Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке / А.Я. Ищенко, В.Е. Федорчук, А.Г. Покляцкий, М.Р. Яворская // Автоматическая сварка. — 2007. — № 2 (646). — С. 9-11. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT iŝenkoaâ stojkostʹsplavovsistemyalznmgcuprotivobrazovaniâgorâčihtreŝinpriargonodugovojsvarke AT fedorčukve stojkostʹsplavovsistemyalznmgcuprotivobrazovaniâgorâčihtreŝinpriargonodugovojsvarke AT poklâckijag stojkostʹsplavovsistemyalznmgcuprotivobrazovaniâgorâčihtreŝinpriargonodugovojsvarke AT âvorskaâmr stojkostʹsplavovsistemyalznmgcuprotivobrazovaniâgorâčihtreŝinpriargonodugovojsvarke AT iŝenkoaâ resistanceofalloysofalznmgcusystemagainsthotcrackformationinargonarcwelding AT fedorčukve resistanceofalloysofalznmgcusystemagainsthotcrackformationinargonarcwelding AT poklâckijag resistanceofalloysofalznmgcusystemagainsthotcrackformationinargonarcwelding AT âvorskaâmr resistanceofalloysofalznmgcusystemagainsthotcrackformationinargonarcwelding
first_indexed	2025-11-26T02:51:55Z
last_indexed	2025-11-26T02:51:55Z
_version_	1849819688284979200
fulltext	УДК 621.791.75.01 СТОЙКОСТЬ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al–Zn–Mg–Cu ПРОТИВ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН ПРИ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКЕ Чл.-кор. НАН Украины А. Я. ИЩЕНКО, В. Е. ФЕДОРЧУК, инж., А. Г. ПОКЛЯЦКИЙ, канд. техн. наук, М. Р. ЯВОРСКАЯ, инж. (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) Исследована стойкость высокопрочных сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке в зависимости от суммарного количества и соотношения в них основных легирующих элементов (цинка, магния, меди), а также от наличия добавок скандия в основном и присадочном материалах. Показано, что повышение суммарного количества основных легирующих элементов в сплавах и введение 0,3 % Sc в металл шва позволяет существенно увеличить стойкость сварных соединений против образования горячих трещин. К л ю ч е в ы е с л о в а : аргонодуговая сварка, высокопроч- ные алюминиевые сплавы, легирование, скандий, металл шва, горячеломкость Среди широкой гаммы алюминиевых сплавов наи- более высокопрочные относятся к системе Al–Zn– Mg–Cu. Так, например, временное сопротивление σв серийного сплава В96ц составляет 650 МПа, а при изменении соотношения основных легирую- щих элементов (цинка, магния, меди) и их сум- марного содержания может достигать 750 МПа [1], благодаря чему этот сплав широко применяют в качестве конструкционного материала в различ- ных отраслях промышленности. Сплавы данной системы характеризуются хорошей технологич- ностью при изготовлении полуфабрикатов. Однако использовать их для изготовления сварных конс- трукций затруднительно ввиду повышенной склонности к образованию горячих трещин при сварке. Проведенные работы по улучшению сварива- емости сплавов тройной системы Al–Zn–Mg путем микролегирования добавками скандия [2–4] пока- зали возможность существенного повышения уровня прочности основного металла и металла сварных соединений и уменьшения их склонности к образованию горячих трещин при сварке. Что касается сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu, то мне- ния исследователей о целесообразности легиро- вания скандием разделились. Некоторые из них [5] утверждают, что легирование скандием спла- вов с высоким содержанием меди приводит к об- разованию комплексного соединения — W-фазы (AlxCuyScz), вследствие чего скандий не может участвовать в упрочнении твердого раствора и способствовать измельчению структуры сплава. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для уточнения влияния скандия на свариваемость высоколегированных алюминиевых сплавов, со- держащих медь. В данной работе изложены результаты прове- денных испытаний листов сплавов системы Al–Zn– Mg–Cu толщиной 3 мм, химический состав которых приведен в табл. 1. Листы перед сваркой подвергали термической обработке. В зависимости от степени легирования сплавы без добавки скандия имели вре- менное сопротивление разрыву от 510 до 655 МПа, а со скандием — 520…720 МПа. Автоматическую © А. Я. Ищенко, В. Е. Федорчук, А. Г. Покляцкий, М. Р. Яворская, 2007 Т а б л и ц а 1. Химический состав высокопрочных сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu № сплава Химический элемент, мас. % Σ(Zn+Mg+Cu), мас. % σв, МПа Zn Mg Cu Mn Zr Sc 1 5,0 2,6 1,3 0,6 — — 8,9 510 2 7,9 2,1 2,0 0,3 0,1 — 12,0 600 3 9,0 3,0 2,3 0,3 0,1 — 14,3 655 4 5,8 2,1 1,9 — — 0,3 9,8 520 5 8,5 2,6 2,3 0,3 0,1 0,3 13,4 675 6 9,0 3,0 2,3 0,3 0,1 0,3 14,3 720 Al — основа. 2/2007 9 аргонодуговую сварку выполняли неплавящимся вольфрамовым электродом на следующем режи- ме: сварочный ток Iсв = 205…210 А; скорость свар- ки vсв = 14 м/ч; скорость подачи проволоки vпр = = 115 м/ч. Склонность сплавов к образованию го- рячих трещин оценивали при сварке образцов про- бы Хоулдкрофта [6]. На рисунке представлен типичный вид трещин, возникающих при аргонодуговой сварке. При сварке без присадочной проволоки горячие тре- щины образуются преимущественно в центральной части швов. Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что при сварке без присадочной проволоки дли- на горячих трещин зависит от суммар- ного количества основных легирующих элементов в сплаве. В образцах сплавов без скандия при повышении суммарного содержания цинка, меди и магния от 8,9 до 14,3 % длина трещин уменьшается от 64 до 50 %. В сплавах, модифици- рованных скандием, наблюдается такая же тенденция. При повышении суммар- ного содержания основных легирующих элементов от 9,8 до 14,3 мас. % пока- затель горячеломкости А металла швов снижается с 52 до 38 %. С повышением суммарного содержания основных леги- рующих элементов влияние скандия усиливается. С учетом необходимости дальнейше- го снижения показателя горячеломкости и повы- шения механических свойств сварных соединений проведены испытания на эффективность исполь- зования различных присадок. У сплавов без до- бавки скандия значения А оставались на прежнем уровне (табл. 3). Это связано с тем, что исполь- зование присадочной проволоки приводит к пе- ремещению трещины из центральной части шва в зону сплавления (рисунок), где имеются скоп- ления более легкоплавких эвтектических фаз в ви- де межзеренных прослоек. Скандий, присутству- ющий в присадочной проволоке, оказывает мо- дифицирующее действие только на металл шва. В зоне сплавления шва с основным металлом его влияние оказывается недостаточным ввиду ма- лой концентрации, в результате значения пока- зателя горячеломкости уменьшаются незначи- тельно (на 1…2 %). Одновременное введение скандия в сваривае- мый металл и присадочную проволоку (табл. 4) позволяет обеспечить в металле шва содержание этого элемента на уровне 0,33…0,37 мас. %. При этом повышается его стойкость против образо- вания горячих трещин при сварке. Определено, что повышение суммарного содержания ос- новных легирующих элементов в сплавах от 9,8 до 14,3 мас. % приводит к уменьше- нию значений показателя горячеломкости с 46 до 29 %. Сравнение сплавов состава № 3 и 6 (табл. 1) показало, что введение 0,3 % Sc в основной металл позволяет умень- шить длину горячих трещин почти в 2 раза (табл. 3, сплав № 3; табл. 5, сплав № 6). На основании результатов металлографи- ческих исследований можно сделать вывод, что скандий оказывает влияние на процесс кристаллизации металла шва. В частности, Характер растрескивания образцов пробы Хоулдкрофта из сплавов систе- мы Al–Zn–Mg–Cu после сварки без присадочной проволоки (а) и со скан- дием (б) Т а б л и ц а 2. Склонность сплавов к образованию горя- чих трещин при сварке без присадочной проволоки № сплава Σ(Zn+Mg+Cu), мас. % A, %* 1 8,9 64 2 12,0 60 3 14,3 50 4 9,8 52 5 13,4 46 6 14,3 38 * Здесь и далее приведены данные, полученные по результатам испытаний 5–7 образцов пробы Хоулдкрофта. Т а б л и ц а 3. Склонность сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu к об- разованию горячих трещин при сварке с различными присадо- чными проволоками № сплава Σ(Zn+Mg+Cu), мас. % Состав присадочной проволоки Содержание скандия в шве, мас. % A, % 1 8,9 Al–6,2Mg–0,2Zr Al–6,2Mg–0,2Zr–0,5Sc — 0,17 66 64 2 12,0 Al–6,2Mg–0,2Zr Al–6,2Mg–0,2Zr–0,5Sc — 0,17 60 59 3 14,3 Al–6,2Mg–0,2Zr Al–6,2Mg–0,2Zr–0,5Sc — 0,17 51 49 10 2/2007 сплошные легкоплавкие эвтектики по границам кристаллитов становятся прерывистыми, что при- водит к повышению сопротивления металла шва образованию трещин при затвердевании. Проведены также исследования влияния содер- жания магния в присадочной проволоке на склон- ность к образованию горячих трещин при сварке. Из данных, представленных в табл. 5, видно, что у сплава одного и того же состава с увеличением уровня легирования присадочной проволоки, показатель горячеломкости сварных соединений уменьшается. Проведенные исследования подтвердили целесо- образность использования скандия в качестве мо- дифицирующей добавки к присадочной проволоке типа АМг6 и сплавам системы Al–Zn–Mg–Cu с целью повышения их стойкости против образо- вания горячих трещин при аргонодуговой сварке. Выводы 1. Стойкость высокопрочных сплавов системы Al– Zn–Mg–Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке без присадочной про- волоки зависит от суммарного содержания основ- ных легирующих элементов в сплавах: при по- вышении их от 8,9 до 14,3 % длина трещины уменьшается с 64 до 50 %. 2. Введение 0,3 % Sc в основной металл и ис- пользование присадочной проволоки, легированной 0,5 % Sc, снижает показатель горячеломкости сварных соединений на 20…35 % по сравнению со сплавами без добавки скандия. 3. Повышение суммарного содержания леги- рующих элементов в основном металле до 14,3 мас. % и в присадочной проволоке до 10 мас. %, а также наличие в них скандия поз- воляют снизить склонность сплава к образованию горячих трещин до 15 %. 1. Фридляндер И. Н. Высокопрочные алюминиевые сплавы с цинком, магнием и медью // Металловедение и терм. обработка мет. — 2003. — № 9. — С. 11–13. 2. Влияние содержания скандия на структуру и показатели сверхпластичности алюминиевых сплавов системы Al– Zn–Mg–Sc–Zr / Г. М. Хан, А. О. Никифоров, В. В. Заха- ров, И. И. Новиков // Цветн. металлы. — 1993. — № 11. — С. 55–58. 3. О легировании алюминиевых сплавов добавками скандия и циркония / В. Г. Давыдов, В. И. Елагин, В. В. Захаров, Т. Д. Ростова // Там же. — 1996. — № 8. — С. 25–30. 4. Ищенко А. Я. Алюминиевые высокопрочные сплавы для сварных конструкций // Прогресивні матеріали і техно- логії. — К.: Академперіодика, 2003. — Т.1. — С. 50–82. 5. Захаров В. В., Ростова Т. Д. Легирование скандием алю- миниевых медьсодержащих сплавов // Металловедение и терм. обработка мет. — 1995. — № 2. — С. 23–27. 6. Рабкин Д. М. Металлургия сварки плавлением алюминия и его сплавов. — Киев: Наук. думка, 1986. — 256 с. Resistance of Al–Zn–Mg–Cu system high-strength alloys to high-temperature cracking in argon-arc welding was studied, depending on the total amount and ratio of base alloying elements (zinc, magnesium, copper) in it, and also on the presence of scandium additions in base and filler materials. It is shown that increase of the total amount of base alloying elements in the alloys and addition of 0.3 % Sc to the weld metal allow considerably increasing the hot cracking resistance of welded joints. Поступила в редакцию 03.11.2005 Т а б л и ц а 4. Склонность сплавов системы Al–Zn–Mg– Cu–Sc к образованию горячих трещин при сварке с при- садочной проволокой Al–6,2Mg–0,2Zr–0,5Sc № сплава Σ (Zn+Mg+Cu), мас. % Содержание скандия в шве, мас. % A, % 4 9,8 0,33 46 5 13,4 0,37 40 6 14,3 0,37 29 Т а б л и ц а 5. Склонность сплавов системы Al–Zn–Mg– Cu к образованию горячих трещин при сварке с присад- очной проволокой различного состава № сплава Σ (Zn+Mg+Cu), мас. % Состав присадочной проволоки A, % 1 8,9 Al–6,2Mg–0,2Zr Al–8,6Mg–0,1Zr 66 49 6 14,3 Al–6,2Mg–0,2Zr–0,5Sc Al–10,0Mg–0,5Sc 29 15 2/2007 11

Стойкость сплавов системы Al—Zn—Mg—Cu против образования горячих трещин при аргонодуговой сварке

Institution

Ähnliche Einträge