автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Выбор высокотехнологичного свариваемого коррозионностойкого алюминиевого сплава и разработка промышленной технологии производства прессованных полуфабрикатов для изготовления вагонов транспортных систем

984608371

На правах рукописи

Михайлов Евгений Дмитриевич

ВЫБОР ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОГО СВАРИВАЕМОГО КОРРОЗИОННОСТОЙКОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА И РАЗРАБОТКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕССОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАГОНОВ ТРАНСПОРТНЫХ

СИСТЕМ

Специальность 05.16.01 - «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов»

2 3 СЕН 2010

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва, 2010

004608371

Работа выполнена в НТЦ ВСМПО-филиала ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», г. Верхняя Салда, Свердловской области и ОАО «Всероссийский институт лёгких сплазов», г. Москва.

Научный руководитель

доктор технических наук Захаров В.В.

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Осинцев Олег Евгеньевич доктор технических наук Конюхов Александр Дмитриевич

Ведущая организация

ОАО «Московские монорельсовые дороги», г. Москва

Защита диссеотации состоится «_£_» октября 2010 г. в 14 час. 00 мин. на заседании Диссертационного Совета Д 212.110.04 в ГОУ ВПО «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского по адресу: 121552, Москва, ул. Оршанская, д. 3 в ауд. 220А .

С диссертацией можно ознакомься в библиотеке ГОУ ВПО «МАТИ» - Российском государствечном технологическом универагтете им. К.Э. Циолковского

Автореферат разослан « с? у,СО#/?7Я$/>#2010 г.

Ученый секретарь Совета д.т.н., профессор

м

Скворцова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Использование алюминиевых сплавов вместо традиционной стали при изготовлении железнодорожных вагонов, вагонов метро, монорельсового транспорта и других транспортных систем, дает очевидные преимущества, которые неоднократно обсуждались в научно-технической печати и подтверждены опытом эксплуатации современных высокоскоростных поездов в Европе, США, Канаде, Японии.

Повышение энергоэффективности Российской экономики - это одно из основных условий инновационного развития страны. Среди требований, предъявляемых к вагонам транспортных систем, важнейшим является снижение массы кузова, что позволяет добиваться существенной экономии энергетических затрат на пассажирские и грузовые перевозки. Применение прессованных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов позволяет на 20-25% снизить массу кузова по сравнению со стальными, при этом повышается грузоподъемность вагонов на эту же величину, возрастает долговечность вагонов за счет более высокой коррозионной стойкости алюминиевых сплавов, снижаются затраты на обслуживание вагонов, снижается трудоемкость сборки вагонов на 25-30%, расширяются дизайнерские возможности.

Россия в настоящее время имеет ограниченный опыт вагоностроения с использованием алюминиевых сплавов. В значительной степени, это объясняется тем, что в разработке конструкций вагонов транспортных систем применяются традиционные подходы к проектированию, технологии, а, также, конструкционные материалы.

Конструкционные материалы, применяемые в вагоностроении, должны обладать высокой удельной прочностью, хорошей коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением хрупкому разрушению (особенно при низких температурах) и хорошей свариваемостью. Всем этим условиям отвечают алюминиевые сплавы. Несмотря на неоспоримые преимущества алюминиевых сплавов, как конструкционных материалов, традиционные сплавы на основе системы А1 -и А1 -- имеют некоторые недостатки.

Выбрать, усовершенствовать и предложить предприятиям транспортного машиностроения России алюминиевый сплав, который бы в максимальной степени отвечал требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам, используемым в вагоностроении, разработать промышленную технологию производства прессованных изделий из нового сплава - является актуальной задачей настоящего времени.

Цель диссертационной работы состояла в том, чтобы предложить предприятиям транспортного машиностроения России новую композицию алюминиевого сплава, который по комплексу своих технологических и эксплуатационных характеристик в максимальной степени отвечал требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам в вагоностроении, и был бы лишен недостатков, свойственных традиционным алюминиевым сплавам.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

- выбрать композицию алюминиевого деформируемого сплава, который по комплексу своих технологических и эксплуатационных свойств в максимальной степени отвечал требованиям, предъявляемым к материалам вагонов транспортных систем;

- модифицировать выбранную композицию алюминиевого сплава на основании современных требований к конструкционным материалам в вагоностроении;

- изготовить опытные партии слитков и прессованных изделий из нового алюминиевого сплава;

- провести всесторонние исследования структуры и комплекса прочностных, коррозионных и ресурсных характеристик прессованных полуфабрикатов из нового сплава и сварных соединений из них;

- разработать и согласовать с заказчиком технические условия на поставку прессованных полуфабрикатов из нового сплава;

- разработать промышленную технологию производства и термо-адъюстажной обработки прессованных полуфабрикатов (крупногабаритных панелей и профилей) из нового сплава.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработана новая композиция алюминиевого деформируемого сплава на основе системы Новому сплаву присвоена марка 1935В. Приоритет подтвержден патентом РФ на изобретение № 2288293 от 27.11.06.

2. Установлено, что комплексное легирование малыми добавлениями Мп, Сг, и Мо дает возможность введения в сплав большего количества переходных металлов без образования первичных интерметаллидов. Выявлено, что дисперсные вторичные интерметаллиды, содержащие Мп, Сг, Zr, Мо, обуславливают формирование в сплаве стабильной нерекристаллизованной (полигонизованной) структуры, обеспечивающей повышенный комплекс служебных характеристик полуфабрикатов из нового сплава. Показано, что введение небольших добавок Си, Мп и Мо позволяет резко увеличить

стойкость материала к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением, сохраняя способность свариваться аргонно-дуговой сваркой.

3. Построены С-кривые изотермического распада пересыщенного твердого раствора основных легирующих компонентов 7м и в алюминии для сплава 1935В. Выявлена природа высокой устойчивости твердого раствора в новом сплаве, связанная с высокой совместной растворимостью 2п и в А1 при сравнительно низком содержании этих компонентов в сплаве.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Выбран и запатентован новый деформируемый алюминиевый сплав 1935В на основе системы А1 - Ъл - (патент РФ № 2288293 от 27.11.06 г.), который по комплексу служебных и технологических свойств в наибольшей мере, по сравнению с другими алюминиевыми сплавами, отвечает требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам, используемым в вагоностроении, а также обладает высокой технологичностью в металлургических переделах.

2. Разработана промышленная технология производства прессованных полуфабрикатов, включая крупногабаритные полые панели из сплава 1935В.

3. Разработана и запатентована новая конструкция прессового инструмента, позволяющая получать полые бесшовные однокамерные профили и трубы с минимальной разностенностью (Патент РФ № 2314887 от 20.01.08 г.).

4. Разработаны и согласованы с заказчиком технические условия на поставку продукции:

- ТУ 1813—591—07510017—2005г. «Профили и панели прессованные крупногабаритные пустотелые из алюминиевых сплавов для вагоностроения» (срок действия с 20.04.2005 г. - заказчик ОАО «РЖД»),

- ТУ 1813—626—07510017—2008г. «Профили и панели прессованные из алюминиевого сплава марки 1935В» (срок действия с 29.05.2008 г. - заказчик ОАО «ММД»).

5. Изготовлены и переданы заказчику опытно-промышленные партии крупногабаритных пустотелых профилей АП118; АП119 и панелей АП98/11; АП98/Ш из сплава марки 1935В

для изготовления вагонов многофункционального транспортного средства (МФТС) в

ОАО «ММД».

Поставленные задачи в процессе выполнения данной работы были полностью реализованы. Результаты проведенной работы имеют большое практическое значение и будут использованы в создании проектной документации на производство вагонов скоростного монорельсового транспорта и высокоскоростных пассажирских железнодорожных вагонов.

Публикации и апробация результатов работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- I1 Международная конференция «Алюминий в транспорте», г. Москва, «Президент-Отель», 27-29 апреля 2005 г.;

- 3! Международная конференция «Алюминий в строительстве», г. Москва, «Президент-Отель», 14-16 октября 2008 г.;

Конференция по конструкционным материалам в ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург, 25-27 мая 2009г.;

- НТС ВСМПО-филиала ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», г. Верхняя Салда, 12 октября 2009 г.

По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ - 1, защищено 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, включающего выводы по работе и рекомендации по применению, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 156 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 35 таблиц, 109 наименований библиографии, 6 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации. Изложены цели и задачи диссертационной работы.

В первой главе рассматривается сегодняшнее состояние дел по производству вагонов из алюминиевых деформируемых сплавов в России. Проводится анализ технических требований к конструкционным материалам, используемым при изготовлении вагонов транспортных систем.

Обосновываются преимущества алюминиевых вагонов по сравнению со стальными. Приводится опыт использования вагонов из алюминиевых сплавов в США, Канаде и Западной Европе.

Далее в первой главе содержится литературный обзор по деформируемым алюминиевым сплавам, сравниваются свойства сплавов на основе систем: АЬ-К^-Б^ A\-7,n-Mg, из

которых преимущественно осуществляется производство вагонов. Проводится рассмотрение принципов и методов легирования алюминиевых сплавов, а также влияние химического состава на их структуру и свойства. В конце главы формируются цели и задачи диссертации.

С учетом выявленных преимуществ сплавов системы по комплексу требуемых

для вагоностроения физико-механических свойств перед другими алюминиевыми сплавами, обосновывается выбор сплава 1935, как основы для создания нового сплава 1935В.

Во второй главе указаны материалы, на которых были проведены исследования, приведены методики исследований. Описана опытно-промышленная технология производства слитков 0510 мм, ЗЮхШОхЬ мм из сплава 1935В в условиях ВСМПО. Указаны и обоснованы режимы гомогенизации слитков, режимы прессования профилей АП118, АП119 и панелей АП98/11, АП98/Ш, режимы последующей термо-адьюстажной обработки панелей и профилей из сплава 1935В. Приводится химический состав и технология получения образцов прессованных профилей СП50, из которых проводилось изготовление сварных соединений для исследований, указаны режимы сварки.

В конце главы содержится описание методик исследования материалов, указаны типы испытательного и исследовательского оборудования.

В третьей главе проводится обоснование выбора модификации сплава 1935 и создание на его основе нового сплава 1935В (индекс В обозначает - для вагоностроения).

Сравнительный химический состав сплавов 1935 и нового 1935В приведен в табл. 1.

Таблица 1.

Сравнительный химический состав сплавов 1935 и 1935В

Марка Компоненты, % Примеси, %, не более

Ъа Мп Сг 1т Т1 Си Мо Ре 51 прочие

1935 3,64,1 0,61,1 0,20,5 <0,2 0,150,22 - <0,2 - 0,4 0,3 0,2

1935В 3,64,1 0,61,1 0,20,5 0,050,15 0,050,12 0,010,06 0,10,2 0,010,06 0,3 0,2 0,15

Сплав 1935В является модификацией сплава 1935, разработанного в ВИЛС в 1970 году. К достоинствам сплава 1935 относятся:

- высокая технологичность при прессовании, дающая возможность прессования тонкостенных крупногабаритных полуфабрикатов на крупных прессах и обеспечивающая высокие скорости истечения при прессовании на малых и средних прессах;

- высокие прочностные свойства по сравнению со сплавами применяемыми за рубежом в вагоностроении;

- высокая стойкость против коррозии под напряжением (самый опасный вид коррозии для сплавов системы А1-гп-М§);

- большой температурный интервал гомогенности (от 340 до 605°С) и малая чувствительность к скорости охлаждения, обеспечивающие возможность закалки полуфабрикатов при охлаждении на прессе;

- способность к упрочнению при естественном и искусственном старении;

- удовлетворительная свариваемость.

В то же время в процессе многолетней работы со сплавом 1935 были обнаружены некоторые недостатки, которые необходимо было устранить. К таким недостаткам относятся повышенное содержание циркония, которое в сплаве 1935 составляло 0,15-0,22%. При литье слитков малого диаметра из сплава 1935 цирконий, в основном, фиксировался в пересыщенном твердом растворе и количество первичных интерметаллидов АЬ^г было невелико, а размер их мал. Однако при литье больших слитков и в частности круглых слитков диаметром 510 мм и плоских слитков сечением 310x1110 мм возникали интерметалпиды АЩг размером 10-30 мкм. Это объясняется снижением скорости охлаждения в интервале температур кристаллизации. Поэтому уменьшение содержания циркония в сплаве 1935В, из которого предполагается отливать крупные слитки, это был вынужденный шаг, направленный на устранение или, по крайней мере, на уменьшение количества и размеров циркониевых интерметаллидов. Основываясь на собственных экспериментальных данных и большом опыте работы ВСМПО со сплавами типа АМЦ, 1973,1933 содержание циркония в сплаве 1935В было уменьшено до 0,050,12%. При содержании циркония меньше 0,05% его эффект, как элемента модификатора, антирекристаллизатора резко уменьшается.

Вторым изменением, внесенным в сплав, было введение меди в качестве легирующего компонента в количестве 0,1-0,2%. Введение такого небольшого количества меди кардинально повышает сопротивление средне- и малолегированных сплавов системы А1-2п-\^ коррозии под напряжением.

Стойкость образцов при испытании на коррозию под напряжением возрастает на порядок при введении малой добавки меди. При этом, учитывая малое содержание меди, сплав сохраняет

способность свариваться аргонно-дуговой сваркой. Коэффициент трещинообразования при сварке остается еще низким.

Другим важным отличием сплава 1935В от своего предшественника является введение комплексной добавки переходных металлов Сг, Т1, Мо с целью повышения сопротивления коррозии под напряжением и улучшения свариваемости. Преимуществом комплексной добавки по сравнению с единичной добавкой является возможность введения в сплав большего количества полезных переходных металлов без образования интерметаплидов. Как показали исследования, выполненные в ВИЛСе, весьма полезной добавкой является Мо, который при небольших перегревах расплава входит при кристаллизации в пересыщенный твердый раствор и при последующем распаде которого заметно повышается комплекс свойств. Положительное действие таких добавок как Сг и Т) изучено значительно лучше, чем Мо. Совместное легирование микродобавками Сг и "П позволило дополнительно улучшить комплекс технологических и служебных свойств.

Далее в третьей главе приводятся исследования структуры и свойств слитков из сплава 1935В, отлитых на ВСМПО. Макроструктура гомогенизированного плоского слитка 310x1110мм представлена на рис.1. Структура слитка, благодаря комплексной добавке Ъх, "П, Мо, равномерная по сечению, состоит из равноосных литых зерен. По периферии наблюдается узкая зона (1-Змм) выхода неслитин на плоскость темплега.

Размер зерна определяли на микрошлифах, вырезанных из трех мест, указанных на рис. 1. Размер зерна составляет 170мкм в центре слитка (шлиф №1, рис.2а,б), 185 мкм на расстоянии 1/4 от поверхности слитка (шлиф № 2, рис.2в,г) и 160мкм на периферии слитка (шлиф № 3, рис.2д,е), соответственно.

шлиф № 3

шлиф № 2

шлиф № 1

Рис.1. Макроструктура промышленного слитка непрерывного литья сплава 1935В.

Рис. 2. Микроструктура слитка сплава 1935В

а,б - центр (шлиф № 1)

в,г - 1/4 от поверхности по толщине (шлиф № 2) д,е - периферия (шлиф № 3)

а,в,д - анодное оксидирование, поляризованный свет, х50

б,г,е - травление в реактиве Келлера, х400

Структура слитка плотная, без признаков пористости. Дефектов в структуре не обнаружено. Фазовый состав слитка сплава 1935В составляют: зерна твердого алюминиевого раствора; интерметаплидные фазы кристаллизационного происхождения, расположенные, как правило, по границам зерен; фазы, образовавшиеся при распаде твердого раствора переходных металлов в алюминии во время гомогенизации в виде дисперсных частиц алюминидов Мп, Сг, Ъх и дисперсные частицы фаз выделившихся из твердого раствора при охлаждении слитка с температуры гомогенизации (частицы фазы г1(М^п2) (рис.2 б,г,е). Частицы, образовавшиеся при распаде твердого алюминиевого раствора, выглядят на шлифе как точки в теле зерен.

С помощью микрорентгеноспектрального анализа, проведенного на всех трех микрошлифах, установлено, что фазы кристаллизационного происхождения имеют вид эвтектики на границах зерен и равноосных частиц внутри зерен. Эти фазы содержат в своем составе А1, Ре, Мп, Си, 51, Хп (рис.3 в). Интерметаллиды А132г кристаллизационного происхождения, благодаря ограничению содержания 2л в сплаве отсутствовали.

а (х850)

б (х650)

1К А

6420 ЕУ 20 ЕУ/СНАК

А;

|

в

Рис. 3. Результаты микрорентгеноспектрального анализа интерметаллидных фаз в шлифе

№ 3 слитка сплава 1935В.

а,б - изображение во вторичных электронах; в - спектр от частиц интерметаллидных фаз

Частицы, образовавшиеся при распаде твердого раствора в процессе гомогенизации, изучали с помощью просвечивающей электронной микроскопии. На рис.4 при разных увеличениях в светлом поле (рис.4 а-г) видны частицы алюминидов переходных металлов Мп, Сг, 7л, образовавшихся при продолжительной выдержке во время гомогенизации слитка (450°С, 12час) и частицы цинкмагниевой фазы, образовавшиеся при медленном охлаждении слитка с температуры гомогенизации. Во многих случаях наблюдается зарождение частиц цинкмагниевой фазы на поверхности частиц алюминидов переходных металлов. На рис.4д дано темнопольное изображение структуры слитка в рефлексе фазы А132г, на котором хорошо видны истинные размеры частиц этой фазы и их морфология.

11

!________________________________________'

Рис. 4. Структура слитка сплава 1935В, ПЭМ

а-г - светлопольное изображение;

д - темнопольное изображение в рефлексе фазы АЬ2г.

а - х 10000x2; б - х29000х2; в - х36000х2; г - 48000x2; д - 48000x2.

Для определения температурных интервалов фазовых превращений в слитке строили кривые ДСК (дифференциальная сканирующая калориметрия) при нагреве образца из гомогенизированного слитка.

Исследование структуры слитка показало, что слиток имеет плотную мелкозернистую структуру с равноосными зернами размером около 170мкм. Интерметаллидов, пор, шлаковых и окисных включений не обнаружено. Изучен фазовый состав слитков и возможные фазовые превращения при нагреве слитков.

В конце третьей главы проводится металловедческое обоснование температурных режимов прессования и закалки изделий из сплава 1935В на столе пресса от температуры деформации.

Суть операции закалки на прессе заключается в том, что при нагреве заготовок под прессование, и в особенности при дальнейшем повышении температуры в процессе прессования, частицы избыточных фаз, образованные алюминием и основными легирующими компонентами, растворяются. К моменту выхода прессуемого полуфабриката из канала матрицы частицы оказываются полностью растворенными, т.е. основные легирующие компоненты находятся в твердом растворе, который затем фиксируется путем принудительного охлаждения прессуемых полуфабрикатов со скоростью выше критической.

;

Технология закалки на прессе уже десятки лет используется при производстве профилей из сплавов системы типа АД31 и его зарубежных аналогов 6063, 6060, 6005. Для

осуществления закалки на прессе, сплавы должны удовлетворять, по крайней мере, двум требованиям. Во-первых, иметь достаточно широкий температурный интервал существования твердого раствора. Во-вторых, пересыщенный твердый раствор основных легирующих компонентов в алюминии должен обладать высокой устойчивостью, необходимой для его фиксации при сравнительно небольших скоростях охлаждения.

В настоящей работе построены С-кривые изотермического распада основных легирующих компонентов для сплава 1935В и проводится их сравнение с С-кривыми для стандартных сплавов АД31 и Д16 (Рис.5).

Время

Рис. 5. С-кривые изотермического распада твердого раствора основных легирующих компонентов в сплавах Д16, АД31 и 1935В

Примечание:_для сплава Д16

_______для сплава АДЗ1

_________для сплава 1935В

Закалка на столе пресса изделий из сплава 1935В осуществляется значительно легче, чем из сплавов АД31 и, тем более, Д16 по трем причинам. Во-первых, температурный интервал существования твердого раствора в сплаве 1935В значительно шире (340°С - 615°С), чем в сплаве

АД31 (520°С - 615°С) и сдвинут в область более низких температур. Во-вторых, твердый раствор основных легирующих компонентов в сплаве 1935В значительно более устойчив. В-третьих, частицы фаз Т1 (М^п2) в сплаве 1935В термически менее стабильны и значительно быстрее растворяются при повышении температуры в процессе прессования по сравнению с частицами фазы М§2Б1 в сплаве АД31. Широкий температурный интервал существования твердого раствора в сплаве 1935В объясняется большой совместной растворимостью цинка и магния в алюминии, а также малой легированностью сплава. Температура деформации для сплава 1935В, в зависимости от формы и сечения изделий может быть назначена в широком интервале температур от 380°С до 540°С.

В четвертой главе представлены результаты исследований структуры и свойств прессованных панелей и профилей из сплава 1935В в различных состояниях материала. Формы поперечного сечения изделий представлены на рис.6.

в

Рис.6. Сечения прессованных изделий: а - темплет профиля шифра АП 118 (габариты 350x110мм); б - темплет панели шифра АП 98/II (габариты 790x52мм); в - темплет панели шифра АП 98/Ш (габариты 790x50мм)

Причем полые панели уникальны по своим размерам, их ширина составляет 790 мм. Аналогов данным панелям, на сегодняшний день, в мире не существует. Микроструктура прессованных изделий представлена на рис.7.

Рис.7. Микроструктура прессованных полуфабрикатов из сплава 1935В в состоянии поставки, х200 (травление в реактиве Келлера);

а- профиль АП118; б - панель АП98

Структура профилей и панелей полностью нерекристаллизованная. Однако процессы полигонизации структуры в профиле и в панели прошли в разной степени.

В профиле, который был закален из печи и естественно состарен, процессы полигонизации протекали как во время прессования и охлаждения с температуры прессования, так и во время нагрева под закалку. Исследованы температурные диапазоны рекристаллизации в панелях и профилях. В панелях АП98 рекристализационные процессы протекают в интервале температур 500°С - 550°С, в профилях АП118 - в интервале температур 450°С - 550°С.

Нерекристаллизованная (полигонизованная) структура в прессованных полуфабрикатах обеспечивает повышенный комплекс служебных характеристик. Прежде всего, это повышение прочностных свойств при хорошей пластичности, высокие показатели ударной вязкости и более высокое сопротивление коррозии под напряжением. Вместе с тем, нерекристаллизованная структура усиливает склонность изделий к расслаивающей коррозии (РСК). Решению этой проблемы в работе уделялось специальное внимание. Тщательный подбор режимов искусственного старения изделий из сплава 1935В, с последующим проведением коррозионных испытаний позволили выбрать оптимальный вариант технологии (табл.2).

Таблица 2

Чувствительность к расслаивающей коррозии образцов панели АП98 из сплава 1935В после различных режимов старения.

Режим старения Балл расслаивания

I ступень II ступень 1 сутки 4 суток 7 суток

Естественное старение 5 7 8,5

100°С, Ючас 175°С, 1 час отсутствует 6 8

Ю0°С, Ючас 175°С, 2 час отсутствует 6 7,5

100°С, Ючас 175°С, 4 час отсутствует 4 6

Ю0°С, Ючас 175°С, 6 час отсутствует 3 3

100°С, 10 час 175°С, Ючас отсутствует 3 3

Поверхность образцов панелей

АП98 после испытаний иа РСК представлена на рис.8.

Рис.8. Поверхность образцов панели АП 98 после испытания на РСК:

а - естественное старение;

б - искусственное старение: Ю0°С, 10час+ 175°С, 1 час; в - искусственное старение: 100°С, Ючас + 175°С, 2 час; г - искусственное старение: Ю0°С, 10час+ 175°С,4 час; д - искусственное старение: 100°С, Ючас + 175°С, 6 час; е - искусственное старение: Ю0°С, 10час+ 175°С, Ючас

В конце четвертой главы представлены результаты испытаний механических свойств изделий из сплава 1935В в различных состояниях материала (табл.3 и табл.4).

Таблица 3

Свойства про< шлей АП 118 из сплава 1935В

Состояние Направление о. МПа 002 МПа 6, % %

Естественно состаренные Продольное 347 236 14,3 21,8

Поперечное 369 264 13,2 33,5

Искусственно состаренные 100 °С, 10ч + 175 °С, 6ч Продольное 309 243 15,9 38,9

Поперечное 333 275 15,2 54,3

Таблица 4

Свойства панелей ЛП 98 из сплава 1935В (продольные образцы)

Место Состояние о, МПа <Т02 МПа 5, % РСК, Балл

вырезки образцов

Естественно состаренные 353 219 20,0 8,5

Полотно

панели Искусственно состаренные 100 °С, 10ч+175 °С, 6ч 322 252 18,9 3

Перегородка Естественно состаренные 350 217 19,0 -

Искусственно состаренные 100 °С, 10ч +175 °С, 6ч 332 253 18,3 -

Механические свойства прессованных полуфабрикатов из сплава 1935В значительно превосходят требования по ТУ1-9-346-77 для сплава 1935 и приближены к требованиям ГОСТ 8617-81 для сплава 1915 (табл.5).

Таблица 5

Механические свойства сплавов 1935,1935В и 1915, гарантируемые _ техническими условиями на поставку. _

Документ Сплав о», МПа Сог, МПа 6,%

не менее

ТУ 1-9-346-77 1935 250 160 10

ГОСТ 8617-81 1915 320 200 10

ТУ1813-626-07510017-2008 1935В 320 220 12

Испытания на коррозию под напряжением образцов, взятых из полотна искусственно состаренной панели в поперечном направлении, были проведены на установке «Сигнал» при постоянном растягивающем напряжении 150МПа. Образцы простояли без разрушения 45 суток и были сняты.

В пятой главе проводится описание исследований сварных соединений прессованных профилей из сплава 1935В. Для исследований использовались образцы сварных соединений профилей СП50 партий 243 и 244. Макроструктура сварного соединения профилей без снятия усиления и проплава представлена на рис.9.

Зона 3

Зона 4

Рис. 9. Макроструктура сварного соединения

Микроструктура сварного соединения профилей представлена на рис.10.

Основной металл левый профиль

Основной металл правый профиль

В\

Правый профиль Зона 4

Рис. 10. Микроструктура сварного шва:

а - область перехода от зоны 1 в зону 2 и в зону основного металла правого профиля; б - область стыка левого и правого профилей;

в - область перехода от зоны 2 через зону 3 в зону 4 (анодное оксидирование, хЮО)

Зона 3

Зона 2

Зона 1 Зона 2

Основной металл правого профиля

Прочность сварного соединения прессованных профилей СП50 после 30, 60 и 180 суток естественного старения представлены в табл. 6. После 30 и 60 суток прочность сварного соединения одинакова и составляет 239-245МПа. После 180 суток естественного старения прочность несколько повышается (250-260МПа). Свойства сварного соединения, характеризующие его работоспособность при растяжении (прочность) и изгибе (угол загиба, ударный изгиб) после 60 суток естественного старения представлены в табл. 7. Сварное соединение прессованных профилей СП50 из сплава 1935В характеризуются хорошей прочностью при малом ослаблении сварного шва (0,9), хорошей пластичностью (угол загиба 77 град), и высокими значениями ударной вязкости (KCU, KCV). Значение KCU зоны сплавления 32 Дж/см2 занижены, т.к. в изломе двух образцов из трех испытанных были обнаружены металлургические дефекты.

Таблица 6

Прочность сварного соединения прессованных профилей СП50 из сплава 1935В

(присадочная проволока св1557)

№ партии Естественное старение, сут. Овс", МПа

243 30 242

244 239

243 60 245

244 239

243 180 251

244 262

Таблица 7

Свойства сварного соединения прессованных профилей СП50 из сплава 1935В (естественное старение 60 сут)

Место вырезки ст. , МПа <Т,ст/СТоси кси, Дж/см2 KCV, Дж/см2 Угол загиба, град

Шов 255 0,9 28 21 77

Зона сплавления 32« 38

КСи, КСУ, угол загиба определяли на образцах со снятыми усилением и проплавом

*2 образца с дефектами

Сплавы на основе системы /\1-Zn-Mg, как известно, обладают высокой коррозионной стойкостью за исключением коррозии под напряжением. Испытания на коррозию под напряжением сварных соединений прессованных профилей сплава 1935В в естественно и

искусственно состаренных состояниях, проведенные на установке типа «Сигнал» при постоянном растягивающем напряжении 150МПа (ГОСТ 9.019-74) показали, что благодаря удачно выбранному составу (малая сумма и оптимальное соотношение между содержаниями Хп и присутствие добавок Си, Хт, Мп, Мо) все образцы (по 10 образцов в каждом состоянии) простояли 90 суток без разрушения. Сварные соединения обладают высоким сопротивлением коррозии под напряжением. Критическое напряжение ст^, для сварных соединений сплава 1935В в естественно и искусственно состаренном состояниях превышает 150МПа.

Использование профилей в искусственно состаренном состоянии резко снижает склонность сварных соединений и основного металла к расслаивающей коррозии, которая в этом случае не превышает 3-го балла.

Последовательность технологических операций при использовании сплава 1935В в сварных конструкциях должна бьпъ следующая: закалка -> искусственное старение сварка -> естественное старение.

Прессованные изделия из сплава 1935В могут успешно свариваться с листами из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов АМц, Д12, АМг2, АМгЗ, АМг4. Для повышения коррозионной стойкости сварных соединений разноименных сплавов профили перед сваркой должны быть в искусственно состаренном состоянии, а листы - в отожженном.

В заключении представлены выводы по работе:

1. Создан новый деформируемый алюминиевый сплав 1935В на основе системы А1-2п-М^ для изготовления сварных конструкций вагонов транспортных систем, обладающий хорошим сочетанием механических, коррозионных и технологических свойств, которые в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам для вагоностроения. На сплав получен патент РФ № 2288293 от 27.11.2006г.

2. Развиты металловедческие принципы закалки на прессе алюминиевых сплавов и обоснованы температурные режимы прессования полуфабрикатов из нового сплава, которые обеспечили возможность на практике получить уникальные панели. Разработана промышленная технология производства прессованных полуфабрикатов из нового сплава, в том числе технология получения полых панелей шириной до 790мм с использованием закалки на столе пресса и последующим искусственным старением для изготовления вагонов транспортных систем.

3. Проведены исследования структуры изделий из сплава 1935В, свидетельствующие, что изделия обладают стабильной однородной нерекристаллизованной структурой по всему объему массивных прессованных полуфабрикатов без грубых скоплений интерметаллидов.

4. Разработан 2-х ступенчатый режим искусственного старения 100°С, 10 часов + 175°С, 6-10 часов, обеспечивающий хорошее сочетание механических и коррозионных свойств. Склонность к расслаивающей коррозии в этом случае не превышает 3-4 балла.

5. Проведены всесторонние исследования образцов нового материала в виде литых и гомогенизированных слитков, прессованных и термообработанных полуфабрикатов, а также в виде сварных соединений. Исследования подтвердили, что новый сплав 1935В обладает хорошим комплексом механических и коррозионных свойств и хорошей свариваемостью. Прессованные изделия из сплава 1935В не только хорошо свариваются между собой и могут без проблем свариваться со сплавами на основе систем А1-Мп, Al-Mg-Mn, Al-Mg.

6. Разработаны и согласованы с заказчиком технические условия на поставку продукции:

- ТУ 1813-591-07510017-2005 «Профили и панели прессованные крупногабаритные пустотелые из алюминиевых сплавов для вагоностроения» (срок действия с 20.04.2005г.) - заказчик ОАО «РЖД».

- ТУ 1813-626-07510017-2008 «Профили и панели прессованные из алюминиевого сплава марки 1935В» (срок действия с 29.05.2008г.) - заказчик ОАО «Московские Монорельсовые Дороги».

7. Разработана и запатентована новая конструкция прессового инструмента, позволяющая получать полые бесшовные однокамерные профили и трубы с минимальной разностенностью (патент РФ № 2314887 от 20.01.2008 г.).

8. Изготовлены и переданы заказчику опытно-промышленные партии крупногабаритных пустотелых профилей АП118, АП119 и панелей АП98Л1, АП98/Ш из сплава марки 1935В для изготовления вагонов многофункционального средства (МФТС) в ОАО «ММД», г. Москва.

Результаты диссертационной работы представлены в следующих публикациях:

1. Михайлов Е.Д., Сухих А.Ю. «Производство пустотелых панелей и профилей из алюминиевых сплавов для транспорта» //Доклад на Iе Международной конференции «Алюминий в транспорте», г. Москва, «Президент-Отель», 27-29 апреля 2005 г. // - М.: изд. «Алюсил МВиТ», 2005.

2. Михайлов Е.Д., Сухих А.Ю., Захаров В.В., Ростова Т.Д., Фисенко И.А. Свариваемый коррозионностойкий высокотехнологичный сплав 1935В // «Цветные металлы». 2006, № 6. С.73-78.

3. Михайлов Е.Д., Захаров В.В. Закалка на прессе полуфабрикатов из сплава 1935В // «Технология легких сплавов». 2007, № 1. С.25-30.

4. Михайлов Е.Д., Иванова Л.И. Перспективы развития прессового производства алюминиевых сплавов в России // «Технология лёгких сплавов». 2009, № 2. С.32-39.

5. Михайлов Е.Д. «Новый высокотехнологичный сплав 1935В для изготовления сварных несущих алюминиевых конструкций» // Доклад на З4 Международной конференции «Алюминий в строительстве», г. Москва, «Президент-Отель», 14-16 октября 2008 г. // - М.: изд. «Алюсил МВиТ», 2008.

6. Михайлов Е.Д. «Возможности ВСМПО по производству прессованных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов для морского и речного судостроения» // Доклад на конференции по конструкционным материалам в ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург, 25-27 мая 2009 г.

7. Патент РФ № 2288293 «Сплав на основе алюминия» // Авторы: Левин И.В., Михайлов Е.Д., Сухих А.Ю., Захаров В.В. и др. // Бюллетень № 33 от 27.11.2006 г., изд. ФГУ ФИПС.

8. Патент РФ № 2314887 «Устройство для прессования полых профилей» // Авторы: Малинин Ю.П., Михайлов Е.Д., Прохорова Т.М., Потряхова В.Г. // Бюллетень № 2 от 20.01.2008 г., изд. ФГУ ФИПС.

Отпечатано на множительной технике ВСМПО 624760, Свердловская область, г. Верхняя Салда, ул. Парковая, д.1. Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Преимущества алюминиевых вагонов перед стальными.

1.2. Требования к алюминиевым сплавам, предназначенным для изготовления железнодорожных вагонов.

1.3. Алюминиевые сплавы на основе системы АЬ-М^-Бь используемые для изготовления железнодорожных-вагонов.

1.4. Свариваемые сплавы на основе системы А1-^п-

§.

1.5. Диаграмма состояния А1-£п-

§.

1.6. Устойчивость твердого раствора в сплавах системы А1-^п-М£.

1.7. Свариваемый коррозионно-стойкий алюминиевый сплав

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материалы для исследования.

2.1.1. Приготовление сплава 1935В и отливка круглых слитков

0510 мм и плоских слитков сечением 31 Ох 1110 мм.

2.2. Методика исследования.

ГЛАВА 3. ВЫБОР НОВОГО СПЛАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕССОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.

3.1. Уточнение химического состава сплава 1935. Создание сплава 1935В.

3.2. Исследование структуры и свойств слитков из сплава 1935В.

3.3. Металловедческое обоснование температурных режимов прессования. Закалка на прессе полуфабрикатов из сплава 1935В.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРЕССОВАННЫХ

4.1. Исследование структуры прессованных панелей и профилей из сплава

1935В.

4.2. Выбор режима искусственного старения прессованных полуфабрикатов из сплава 1935В.

4.3. Механические свойства прессованных полуфабрикатов из сплава

1935В.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙПРЕССОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ ИЗ СПЛАВА 1935В.

5.1. Исследование свариваемости сплава 1935В.

5.1.1. Исследование структуры сварных соединений.

5.1.2. Исследование свойств сварных соединений.

5.2. Исследование свариваемости прессованных полос сплава* 1935В с листами из сплавов Амц, Д12, Амг2, АмгЗ, Амг4.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

Россия в настоящее- время имеет ограниченный опыт строительства вагонов скоростных пассажирских поездов и,,соответственно; небольшой опыт использования деформируемых полуфабрикатов из алюминиевых сплавов в скоростном транспорте. В экономически развитых странах кроме пассажирских вагонов скоростных поездов; алюминиевые: сплавы широкое применяются для изготовления? грузовых вагонов и полувагонов, а также в : вагонах монорельсового транспорта, метро, трамваев- и других видов* транспортных систем. Одним из основных требований; предъявляемых к вагонам транспортных систем; является снижение массаг кузова;' что . позволяет добиваться существенной* экономии? энергетических затрат: на пассажирские и грузовые перевозки. Для обеспечения выполнения этих требований должны применяться материалы, обладающие высокой удельной прочностью, хорошей коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением хрупкому разрушению (особенно» при- низких температурах) и хорошей свариваемостью. Всем этим условиям ютвечают алюминиевые: сплавы.

Задачей данной работы являлось: разработать и предложить предприятиям транспортного машиностроения России новый алюминиевый сплав, который в максимальной? степени отвечает всем требованиям; предъявляемым к конструкции 1 ным материалам в вагоностроении, а также разработать технологию получения из него прессованных полуфабрикатов.

Цель работы:

- . выбор5 алюминиевого деформируемого сплава, который по комплексу своих технологических и эксплуатационных свойств в максимальной степени отвечает требованиям, предъявляемым к материалам вагонов транспортных систем; разработка опытно-промышленной технологии производства и-термоадъюстажной обработки прессованных полуфабрикатов, включая* крупногабаритные полые панели из этого сплава;

- проведение всесторонних исследований структуры и комплекса прочностных, коррозионных и ресурсных характеристик прессованных полуфабрикатов из нового сплава и сварных соединений их них. Научная новизна:

1. Развиты металловедческие принципы закалки на прессе алюминиевых сплавов и, с учетом* этих положений, выбран^ состав нового сплава, которому была присвоена марка 1935В.

Сплав обладает высокой устойчивостью твердого раствора и имеет широкий температурный диапазон его существования'(315°С — 610°С), который включает температурную область прессования (380°С — 540°С).

2. Выявлены причины необычно г высокой устойчивости твердого раствора в новом сплаве при непрерывном охлаждении, объясняемые. узостью температурного интервала устойчивости твердого раствора; описываемого С-кривой, и сильным смещением его в область пониженных температур и длительных выдержек. Благодаря этой особенности-сплава 1935В, удалось реализовать на^ практике промышленную технологию закалки на прессе с помощью воздушного охлаждения уникальных полых крупногабаритных панелей.

3. Изучена структура прессованных изделий из нового сплава, определен температурный диапазон рекристаллизации. Выбранный состав сплава (высокое отношение Ъп. к наличие комплексной микродобавки переходных металлов 2х, Сг, Мп, Мо) обеспечивает высокую термическую стабильность нерекристаллизованной структуры, которая устойчиво формируется при всех температурно-скоростных режимах прессования.

Отсутствие рекристаллизации; обеспечивает повышенный, комплекс прочностных и ресурсных свойств.

Практическая з начимоств ра боты:,

Выбран и запатентован новый деформируемый алюминиевый сплав 1935В на основе системы А1-2п-М§ (патент РФ № 2288293 от 27.11.2006г.), который по комплексу служебных и технологических свойств в наибольшей; мере,- по сравнению с другими существующими алюминиевымиг сплавами, отвечает требованиям, предъявляемым к конструкционным; материалам, используемым в. вагоностроении, а также обладает высокой технологичностью в металлургических переделах. Разработана промышленная технология производства прессованных полуфабрикатов;, включая крупногабаритные полые, панели-, из сплава 1935В. ■ ■ . .

Разработана и запатентована новая конструкция прессового инструмента, позволяющая получать полые однокамерные профили. и трубы с минимальной'разностенностью(Патент РФ2314887от 20Ю1.08т.)к Разработаны и согласованы с заказчиком технические условия на поставку продукции:

- ТУ 1813-591-07510017-2005 «Профили и панели прессованные крупногабаритные пустотелые из алюминиевых сплавов для вагоностроения» (срок действия с 20.04.2005г.)-заказчик ОАО «РЖД».

- ТУ 1813-626-07510017-2008 «Профили и панели прессованные из алюминиевого сплава марки 1935В» (срок действиях с 29.05.2008г.) — заказчик ОАО «Московские Монорельсовые Дороги».

Изготовлены и переданы заказчику опытно-промышленные партии крупногабаритных пустотелых профилей АП118, АП119 и панелей АП98/П, АП98/Ш из сплава марки 1935В для изготовления вагонов многофункционального средства (МФТ€) в ОАО «ММД», г. Москва.

Поставленные задачи в процессе выполнения данной работы были полностью реализованы. Выбранный сплав 1935В на основе системы в наибольшей степени отвечает требованиям, предъявляемым материалам в вагоностроении. Это подтверждено фактическими результатами, полученными в рамках данной работы. Разработан и запатентован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) новый алюминиевый сплав 1935В из группы А1-2п-1у^. Разработаны промышленные технологии производства прессизделий и выпущены технические условия ТУ 1813-591-07510017-2005 «Профили и панели прессованные крупногабаритные пустотелые из алюминиевых сплавов для вагоностроения», ТУ 1813-626-07510017-2008 «Профили и панели прессованные из алюминиевого сплава марки 1935В». Изготовлены опытно-промышленные партии профилей и панелей из сплава 1935В для сборки макета скоростного вагона монорельсового транспорта на ОАО «Московские монорельсовые дороги» (ММД). Проведены всесторонние исследования качества прессованных полуфабрикатов и сварных соединений из этого сплава.

Результаты проведенной работы имеют большое практическое значение и будут использованы в создании проектной документации на производство вагонов скоростного монорельсового транспорта и пассажирских вагонов высокоскоростных ж.д. поездов.

Рис.1. Сборочное производство вагонов монорельсового транспорта с использованием профилей и панелей ВСМПО.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Создан новый деформируемый алюминиевый сплав 1935В на основе системы А1-2п-М£ для изготовления сварных конструкций вагонов транспортных систем, обладающий хорошим сочетанием механических, коррозионных и технологических свойств, которые в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам вагоностроения. На сплав получен патент РФ № 2288293 от 27.11.2006г.

2. Развиты металловедческие принципы закалки на прессе алюминиевых сплавов и обоснованы температурные режимы прессования полуфабрикатов из нового сплава, которые обеспечили возможность на практике получить уникальные панели. Разработана опытно-промышленная технология производства прессованных полуфабрикатов из нового сплава, в том числе технология получения упомянутых полых панелей шириной до 790мм с использованием закалки на столе пресса и последующим искусственным старением для изготовления вагонов транспортных систем.

3. Проведены исследования структуры изделий из сплава 1935В, свидетельствующие, что изделия обладают стабильной однородной нерекристаллизованной структурой по всему объему массивных прессованных полуфабрикатов без грубых скоплений интерметаллидов.

4. Разработан режим искусственного старения 100°С, 10 часов + 175°С, 6-10 часов, обеспечивающий хорошее сочетание механических и коррозионных свойств. Склонность к расслаивающей коррозии в этом случае не превышает 4 балла.

5. Проведены» всесторонние исследования образцов нового материала в виде литых и гомогенизированных слитков, прессованных и термообработанных полуфабрикатов, а также в виде сварных соединений. Исследования подтвердили, что новый сплав 1935В обладает хорошим комплексом механических и коррозионных свойств и хорошей свариваемостью. Прессованные изделия из сплава 1935В не только хорошо* свариваются между собой и могут без проблем свариваться со сплавами на основе систем А1-Мп, А1-М§-Мп, А1-М£.

6. Разработаны и согласованы с заказчиком технические условия на поставку продукции:

- ТУ 1813-591-07510017-2005 «Профили и панели прессованные крупногабаритные' пустотелые из алюминиевых сплавов- для вагоностроения» (срок.действия с 20.04.2005г.) — заказчик ОАО «РЖД».

- ТУ 1813-626-07510017-2008 «Профили и панели прессованные из алюминиевого сплава марки 1935В» (срок действия с 29.05.2008г.) -заказчик ОАО «Московские Монорельсовые Дороги».

7. Изготовлены и переданы заказчику опытно-промышленные партии крупногабаритных пустотелых профилей АП. 118; АП 119 и панелей

АП98/И, АП 98/111 из сплава марки 1935В для изготовления вагонов многофункционального средства (МФТС) в ОАО «ММД», г. Москва.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

Проведенным* в настоящей работе исследованием модификации.1 сплава 1935 для железнодорожных вагонов установлено, что сплав 1935В'сохранил все достоинства сплава 1935:

- хорошая технологичность при« прессовании, позволяет получать тонкостенные крупногабаритные прессованные полуфабрикаты (по этой способности сплав 1935В уступает только сплаву АД31);

- широкий» интервал гомогенности и высокая устойчивость твердого раствора обеспечивает возможность закаливать тонкостенные полуфабрикаты при охлаждении с температуры прессования;

- высокая термическая стабильность полигонизованной структуры обеспечивает прессэффект в прессованных полуфабрикатах как после закалки на прессе (панель АП 98), так и после закалки из печи'(профиль АП 118).

Преимущества же сплава 1935В состоят в следующем:

- крупные слитки непрерывного литья из сплава 1935 не имеют интерметаллидов A^Zr кристаллизационного происхождения;

- добавка в состав сплава 1935 меди и микродобавок переходных металлов Сг, Мо, Тл, а также корректировка режима двухступенчатого старения позволили получить высокое сопротивление расслаивающей коррозии (3 балл) и коррозии под напряжением при высоком уровне механических свойств.

Механические свойства сплава 1935В значительно превышают механические свойства сплавов типа АД31, применяемых для изготовления вагонов за рубежом, и очень близки свойствам сплава 1915, пассажирские вагоны из которого более тридцати лет эксплуатируются в России.

Исходя из вышесказанного, основываясь на полученных в работе результатах, можно рекомендовать сплав 1935В в качестве конструкционного материала для изготовления железнодорожных вагонов и вагонов других транспортных систем в виде прессованных профилей и панелей, которые можно сваривать аргонно-дуговой сваркой с прессованными и катаными полуфабрикатами из сплавов А1-Мп, А1-Мп-М§, А1-М§. Полуфабрикаты из сплава 1935В следует использовать после искусственного старения 100°С, 10 часов + 175°С, 6-10 часов.

Сварку полуфабрикатов из сплава 1935В следует осуществлять. в искусственно состаренном состоянии, а сварной шов сохраняетсяв естественно состаренном состоянии.

При упаковке, транспортировании и хранении полуфабрикатов из сплава 1935В необходимо соблюдать требования ГОСТ 9.510-93 [109].

Рис.38. Вид действующей трассы монорельсового транспорта от станции метро «ВДНХ» до станции метро «Тимирязевская».

128

1. Конюхов А.Д. «Пассажирские и грузовые вагоны, с кузовами; из, алюминиевых сплавов». /Доклад на Iй Международной конференции «Алюминий в транспорте», Москва, «Президент-Отель» 27-29 апреля 2005г./ М.: изд. «Алюсил МВиТ», 2005.

2. Конюхов А.Д., Журавлёва Л.В., Шуртаков А.К. «Механические свойства алюминиевых сплавов и их сварных соединений, применяемых в, кузовах полувагона» / «Цветные металлы» № 6, 2006. с.68-731

3. Конюхов А.Д., Журавлева Л.В., Шуртаков А.К. «Экструдированные алюминиевые панели — перспективный материал для кузовов вагонов»./ «Вагоны и вагонное хозяйство», 2007. № 2(10). с.36-38.

4. М. Баузер, Г. Зауер, К. Зигерт Прессование. /Справочное руководство; Перевод' с немецкого^ под ред. д.т.н. ВШГ Бережного/ — Мп: изд:, «Алюсшг-МВиТ» , 2009. ?18с.

5. Технические требования; к перспективным пассажирским? вагонам« локомотивной тяги. М.: изд. ВНИИ ЖТ, 2002.

6. Fiat Ferroviaria. К 20722. «Легкие алюминиевые сплавы для деталей-конструкции и; отделки трамваев и поездов. Прессованные и катаные; изделия». / Общая техническая спецификация. Дата ревизии:: 16/04/99 р. 21

7. Елагин В:И., Захаров В.В., Дриц А.М. . Структура и свойства!сплавов, системы Al-Zn-Mg. М.: Металлургия, 1982. 222с.

8. Sander W*, Meissnar К.Ь. -г Z<:r.M¿tallkundei:. 1924; '.bdLlfr №:1у S; Л2-17. 161 Сальдау П.Я., Замоторин М1И! Изв/СФХА^ 1938^ т.131,,с; 78-80?

9. Вальков В.Д. Структура, механические и коррозионные свойства сплавов . системы:Al-ZÍH-Mg: — М;: изд. ВИЛ С,197 Ъ: 64Ь.

10. Синявский В.С., Вальков4 В.Д., Будов Г.М-. Коррозия и защита алюминиевых;сплавов: -М!::Металлургия^1979. 224с.16; Синявский? В^С., Вальков« В:Д:, Калинина В;Д!. "Коррозия^ и» защита? алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия, 1986: 368с.

11. Николаев Г.А., Фридляндер И.Н., Арбузов .Ю;П1 Свариваемые, алюминиевые сплавы.: — М^:;Металлургия, 1990К296с:.

12. Алюминиевые сплавы. /Сборник статей под ред. Белова А.Ф;, АгарковаГ.Д./-М.: Оборонгиз, 1955. 428с.

13. Елагин В:И. Легирование деформируемых алюминиевых .сплавов; переходными; металлами:— Mt:^Металлургия, 1975;. 248с.

14. Михеева BMÍ. Химическая: природа'высокопрочных: сплавов: алюминия с магнием и цинком. -М.: Изд. ÁH СССР, 1947. 150с.

15. Mondolfo L.F. Aluminium, Alloys: Structure and Properties, Butterworths, London -Boston, 1976, p.970.

16. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов; /Пер. с. англ;/-М.: Металлургия, 19791 640с.

17. Напалков BiH;, Махов С.В: , Легирование: ^модифицирование алюминия: и магния. М.: МИСиС, 2002. 3?6с.

18. Fiat Ferroviaria. К 20722." General techiiical Documentation. Title. Light aluminium alloys applied. Extruded and rolled parts. /Rev. date: 16/04/99/ p.21.

19. Колачев Б.A., Ливанов В.A., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1981. 416с.

20. Давыдов В.Г., Захаров В:В., Захаров Е.Д., Новиков И.И. Диаграммы изотермического распада раствора в алюминиевых сплавах. — М.:.Металлургия, 1973. 152с. ' ■ ; ' 'V

21. FOCT 9.904-82. Единая система защиты от коррозии и старения. Сплавы алюминиевые. Метод ускоренных испытаний на расслаивающую коррозию: -М.: Издательство стандартов, 1982. 12с.

22. Михаилов Е.Д., Сухих А.Ю., Захаров В.В. и др. «Свариваемый коррозионностойкий высокотехнологичный, сплав 1935В». М.: «Цветные металлы», 2006. № 6, с. 73-78.

23. Добаткин В.И. Непрерывное литье и литейные свойства сплавов. — М.: Оборонгиз, 1948. 154с.

24. Алюминиевые сплавы. Плавка и литье алюминиевых сплавов. /Справочник 2-е изд./ Альтман М.Б., Андреев А.Д., Балахонцев Г.А. и др. — М.: Металлургия,1983. 352с.

25. Напалков В.И., Бондарев Б.И., Тарарышкин В.И. Лигатура' для производства алюминиевых и магниевых сплавов. — М.: Металлургия, 1983. 160с.

26. Ливанов В.А. Габидуллин Л.С., Шипилов B.C. Непрерывное литье алюминиевых сплавов. — М.: Металлургия, 1977. 168с.

27. ГОСТ 7727-81. Сплавы алюминиевые. Методы спектрального анализа. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. 14с.

28. ГОСТ* 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. -М.: Издательство-стандартов,- 1985. 6с.

29. Жолобов В.В., Зверев Г.И. Прессование металлов. М.: Металлургия, 1971.456с.

30. Райтбарг Л.Х. Производство прессованных профилей. — М.: Металлургия,1984. 264с.

31. Ерманок М.З., Александров Ю.Н. Производство монолитных панелей из алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия, 1969. 216с.

32. Ерманок М.З. Прессование панелей из алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1974. 232с.

33. Ерманок М.З. Прессование изделий специальной формы. — М.: Металлургия, 1994. 304с.

34. Перлин И.Л., Райбарг JI.X. Теория прессования металлов /2-е изд./ — М.: Металлургия, 1975. 447с.

35. Щерба В.Н. Прессование алюминиевых сплавов. М.: изд. «Интермет— Инжиниринг», 2001. 768с.

36. Бережной B.JI. «Технологические принципы построения многоцелевой поточной линии для производства конструкционных прессизделий» — М.: «Технология лёгких сплавов», 2008. № 4, с.53-64.

37. Бережной В.Л., Лейкин Д.М., Федорова Л.В. «Оценки поперечной неравномерности скоростей течения с учетом условий скольжения прессуемой заготовки». М.: «Технология лёгких сплавов», 2007. № 2, с.96-104.

38. Бережной В.Л. «Современный экструзионный инструмент: достижения и тенденции»./ -М.: «Технология лёгких сплавов», 2007. № 4, с. 153-158.

39. Макаров Г.С., Харитонович A.M. «Достижения в производстве прессизделий из алюминиевых сплавов (по материалам международного семинара «ЕТ-2008»)», М.: «Технология лёгких сплавов», 2008. № 4, с. 99-111.

40. Патент РФ № 2314887 «Устройство для прессования полых профилей» /Авторы: Малинин Ю.П., Михайлов Е.Д., Прохорова Т.М., Потряхова В.Г./ Бюллетень № 2 от 20.01.2008, изд. ФГУ ФИПС.

41. Блантер М.Е. «Методика исследования металлов: и обработка опытных, данных». -М.: Металлургиздат, 1952. 444с.

42. Методы контроля- и исследования? лёгких сплавов: / Вассерман. A.M., Данилкин В.А., Коробов O.G. и др./ -М;: Мёталлургия; 1985. 510с.

43. Костина П.П. Физико-механические испытания металлов, сплавов иг неметаллических материалов.' / Учебное пособие. / — Ml: Машиностроение,, 1990; 256с.

44. Фридляндер И:Н. Высокопррчные: деформируемые алюминиевые сплавы: -М!::Об6ронгго; 1960:29Гс: / \61'. Золоторевский В;С1 Механические испытания шсвойства металлов. М.: Металлургия, 1974. 304с.

45. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных: наконечников. М;!: Издательство стандартов; ! 993.35с.

46. ГОСТ 9012-591 Металлы. Метод измерения, твердости по Бринеллю. — Mi: Стндартинформ, 2007. 40с.

47. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. -. М.: Издательство стандартов, 1993.,60с.

48. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств: -Ml: Издательство стандартов, 1991. 64с;

49. ГОСТ 9.019-74. Единая система;защиты, от коррозии: и старения., Сплавы алюминиевые и магниевые. Метод ускоренных испытаний на коррозионное растрескивание. —Mi: Издательство стандартов; 1982. 18с.

50. Патент РФ № 2288293 «Сплав на основе алюминия». /Авторы: Левин Й.В., Михайлов Е.Д., Сухих А.Ю., Захаров В.В, Ростова Т.Д. и др./ Бюллетень № 33 от 27.11.2006 г., изд. ФГУ ФИПС,

51. Баррет Ч.С., Масальский'Т.Б. Структура металлов /Пер. с англ. ч.1/ М.: Металлургия, 1984. 352с.

52. Д. Мак Лин. Границы зерен в металлах /Пер. с англ./ М.: Металлургия, 1960. 322с.

53. Атлас структур слитков и полуфабрикатов у алюминиевых сплавов /Ред. Добаткин В.И., Елагин В.И., Хитрова JIM./ М.: Металлургия, 1971. 152с.

54. Ежов A.A., Герасимова Л.П. /Дефекты в металлах. Справочник-атлас./ М.: изд. «Русский университет», 2002. 360с.

55. Четверикин В.В. «Влияние эвтектикообразующих элементов на структуру и свойства высокопрочных сплавов системы AI—Zn-Mg». /Диссертация кандидата технических наук. М.: МИСиС, 2007. 179с.

56. ГОСТ 27637-88. Полуфабрикаты из алюминиевых деформируемыхтермоупрочняемых сплавов. Контроль микроструктуры на пережог металлографическим методом. М.: Издательство стандартов, 1988. 10с.

57. Алюминиевые сплавы. Металловедение алюминия и его- сплавов. /Справочное руководство. Отв. Ред. Фридляндер И.Н./ — М.: Металлургия, 1971. 352с.

58. Алюминиевые сплавы. Металловедение алюминия и его/ сплавов. /Справочник 2-е изд./ Беляева А.Н:, Бочвар О.С., Буйнов H.H. и др. М.: Металлургия, 1983. 280с.

59. Захаров В.В. «Деформируемость алюминиевых сплавов при прессовании» -М.: «технология легких сплавов», 1996. № 6, с 18-23.

60. Металловедение алюминия и его сплавов. /Справ, изд./ Беляев А.И., Бочвар О.С., Буйнов H.H. и др. М.: Металлургия, 1983. 280с.

61. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. /Учебник для ВУЗов/-М.: Металлургия, 1986. 480с.

62. Гуляев А.П. Металловедение-М.: Металлургия, 1978. 648с.

63. Алюминиевые сплавы. Металловедение алюминия и его сплавов /Справочное руководство/ Беляев А.И., Романова О.А., Бочвар О.С. и др. — М.: Металлургия, 1971. 352с.

64. ГунТ.Я., Яковлев В.И., Прудковский Б.А. и др. Прессование алюминиевых сплавов. — М.: Металлургия, 1974. 336с.

65. Белов А.Ф. «Новые процессы производства и эффективные области применения алюминиевых сплавов» — М.: «Технология легких сплавов», 1990. № И, с. 5-14.

66. Гильденгорн М.С., Керов B.C., Кривонос Г.А. Прессование со сваркой полых изделий из алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия, 1975. 240с.84. «Space frames for small and large series». //Aluminium-81, Jahrgang 2005-3, p. 148-153.

67. Paola Bontempi «Extrusion Matched by innovation at Metra»'// Aluminium Extrusion № 2/05, p. 18-21.

68. Илларионов Э.И., Колобнев Н.И., Горбунов П.З. Алюминиевые сплавы в авиакосмической технике. М.: Наука, 2001. 192с.

69. Испытание материалов /Справочник под ред. X. Блюменауэра. Пер. с нем./ -М.: Металлургия, 1979. 448с.

70. Кишкина С.И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1981. 280с.

71. Кудряшов В.Г., Смоленцев В.И. Вязкость разрушения алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия, 1976. 296с.•■■.■■' -, :.„ '•. Л 136

72. Елагин В.И., Бер Л.Б., Ростова,Т.Д., Уколова О.Г. «Совершенствование: трехступенчатых, режимов старения сплавов системы Al—Zn—Mg-Cu». — M.: «Технологиялегких сплавов», 20091 № 2, с. 12-19:

73. Елагин В .И. «Конструкционные нанострутурные сплавы на алюминиевой г основе-М.: «Технология легких сплавов», 2008. № 2, с. 6-201 •

74. Сена горова О.Г., Грушко О.Е., Ткаченко Е.А. и др. «Новые высокопрочные алюминиевые сплавы и материалы. М.: «Технология легких сплавов», 2007. № 2, с. 17-241.

75. Захаров В.В. «Влияние нерекристал лизованной структуры на характер фазовых превращений) в алюминиевых сплавах» М.: «Технология легких сплавов», 2006. № 1-2, с. 67-72.

76. Добаткин В.И:, Елагин В-И!, Федоров В.М: Быстрозакристаллизованные ' алюминиевые сплавы;-MI: изд.ВИЛС, 1995. 341с.

77. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов ш сплавов.' — М.: Металлургия, 1978. 565с. . "Л '

78. Алюминиевые сплавы. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. /Справочник 2-е изд./ Балахонцев Г.А.,Барбанель Р.Н., Бондарев Б.И. и др. -М.: Металлургия, 1985. 352с.

79. Семенова И.В., Хорошилов А.В1, Флорианович Г.М; Коррозия и защита о г коррозии / под ред. Семеновой И.В., 2-е изд./ MI: ФИЗМАТЛИТ, 2006.376с. >

80. ГОСТ 8617-81. Профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия;-Mi: Издательство,стандартов, 1987. 30с.

81. ГОСТ 9.021-74. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий и сплавы алюминиевые. Метод ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию. — М.: Издательство стандартов, 1978. 4с.

82. ГОСТ 9.913-90. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий, магний и их сплавы. Метод ускоренных коррозионных испытаний. -М.: Министерство авиационной промышленности СССР, 1990. 9с.

83. Коррозия. Справочник под ред. Шрайера JI.JI. /Пер. с англ. под ред. Синявского В.С./-М.: Металлургия, 1981. 632с.

84. Дорохина JI.H., Таужнянская З.А., Никерова Л.Ф. и др. Легкие цветные металлы и сплавы. Справочник. Том II. М.: изд. ФГУП «ЦНИИЭИ цветмет», 2001.

85. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенной температурах. М.: Издательство стандартов, 1978. 10с.

86. ГОСТ 27333-87. Контроль неразрушающий. Измерение удельной электрической проводимости цветных металлов вихретоковым методом. М.: Издательство стандартов, 1987. 10с.

87. ГОСТ 9.510-93. Единая система защиты от коррозии и старения. Полуфабрикаты из алюминия и алюминиевых сплавов. Общие требования к временной противокоррозионной защите, упаковке, транспортированию и хранению. Минск: Издательство стандартов, 1995. 60с.