Московский политехнический университет (Москва, Россия)
Р. Л. Шаталов, профессор кафедры «Обработка металлов давлением и аддитивные технологии», докт. техн. наук, профессор, mmomd@mail.ru
Московский политехнический университет (Москва, Россия)1 ; Российский университет транспорта (МИИТ) (Москва, Россия)2
Ю. Ю. Комаров, аспирант кафедры «Обработка металлов давлением и аддитивные технологии»1, старший преподаватель кафедры «Транспортное машиностроение, сертификация и управление инновациями»2, yk5@yandex.ru
Представлены результаты экспериментального определения основных показателей механических свойств и диаграммы растяжения тонких холоднокатаных полос из алюминиевого сплава АМц. Установлено, что с увеличением относительного обжатия с 11 до 58 %, возрастает предел текучести с 58 до 165 МПа, предел прочности с 109 до 186 МПа и твердость по Виккерсу с 31 до 50 HV, а относительное удлинение снижается с 30 до 7 %. Получены адекватные регрессионные уравнения (R2> 0,92), описывающие изменение показателей прочностных и пластических свойств (σ0,2, σв, и HV) с учетом степени обжатия, а также зависимости основных свойств от твердости HV (линейная, квадратичная и кубическая регрессия). Показано, что погрешность расчета сил прокатки с использованием предложенного уравнения для определения предела текучести не превышает 6 %. Адекватность уравнений подтверждена экспериментально. Они рекомендуются для прогнозирования силовых режимов на промышленных станах (например, на реверсивном стане 2300 Самарского металлургического завода), для проектирования рациональных режимов деформирования в САПР, а также для оперативного неразрушающего контроля основных показателей прочностных и пластических свойств полос из сплава АМц по измеренной твердости без испытаний образцов на разрыв.
1. Кожевников А. В., Скрипаленко М. М., Кожевникова И. А., Скрипаленко М. Н. Обзор исследований по управлению толщиной и плоскостностью полосы при продольной прокатке // Металлург. 2025. № 7. С. 103–111.
2. Сидельников С. Б., Довженко Н. Н., Загиров Н. Н. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов: монография. – М.: МАКС Пресс, 2005. – 343 с.
3. Петров П. А., Нгуен Хань Тоан, Бурлаков И. А., Сухоруков Р. Ю. Управление процессами формообразования заготовок из титановых сплавов (на примере сплава ОТ4-1) с использованием моделирования реологии и режимов деформирования // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. № 6. С. 88–95.
4. Третьяков А. В., Зюзин В. И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением: справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1973. – 224 с.
5. Целиков А. И., Никитин Г. С., Рокотян С. Е. Теория продольной прокатки: уч. пособие. – М.: Металлургия, 1980. – 319 с.
6. Радионова Л. В., Громов Д. В., Фаизов С. Р., Лисовский Р. А., Зараменских С. Е., Глебов Л. А. Методика расчета энергосиловых параметров прокатки полосы на стане ДУО–130 // Вестник Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова. 2024. Т. 22, № 3. С. 60–70.
7. Lee S. H., Saito Y., Sakai T., Utsunomiya H. Microstructures and mechanical properties of 6061 aluminum alloy processed by accumulative roll-bonding // Materials Science and Engineering A. 2002. Vol. 325, Iss. 1–2. P. 228–235.
8. Петров П. А., Фам Ван Нгок, Бурлаков И. А., Матвеев А. Г., Сапрыкин Б. Ю., Петров М. А. Построение кривых текучести алюминиевого сплава АМг5 на основе натурного и вычислительного эксперимента // Технология легких сплавов. 2022. № 2. С. 65–74.
9. Петров П. А., Фам Ван Нгок, Ву Чонг Бач, Бурлаков И. А., Удай Шенкер Диксит Построение кривых текучести алюминиевых сплавов системы Al – Mg на основе натурного и вычислительного экспериментов // Технология металлов. 2022. № 5. С. 42–51.
10. Во Фан Тхань Дат, Петров П. А., Бурлаков И. А., Фам Ван Нгок, Нгуен Хань Тоан, Гневашев А. А. Получение реологических моделей алюминиевого сплава RS-356 при различных режимах деформации // Вестник Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова. 2023. Т. 21, № 3. С. 78–88.
11. Baranov V. N., Sidelnikov S. B., Bezrukikh A. I., Zenkin E. Y. Research of rolling regimes and mechanical properties of coldrolled, annealed and welded semi-finished products from experimental alloys of Al – Mg system, economical alloyed by scandium // Tsvetnye Metally. 2017. Iss. 9. P. 83–88.
12. Матюнин В. М., Марченков А. Ю., Волков П. В. Определение условного предела текучести металла по кинетической диаграмме вдавливания сферического // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83, № 6. С. 57–61.
13. Скрипаленко М. М., Рогачев С. О., Скрипаленко М. Н., Андреев В. А. и др. Оценка влияния напряженно-деформированного состояния на формирование микроструктуры и твердости полос из алюминиевого сплава при холодной продольной прокатке // Прокатное производство. 2025. № 23. С. 9–15.
14. Shatalov R. L. Development of the theory of calculating the force indicators of rolling along the length of thin bands and strips // Chernye metally. 2023. Iss. 11. P. 23–28.
15. Носова Е. А., Разживин В. А., Кузина А. А., Трибунский А. В. Исследование кристаллографической текстуры тонких лент из алюминиевых сплавов АД0, АМц и Д16 // Ползуновский вестник. 2024. № 3. С. 181–190. DOI: 10.25712/astu.2072-8921.2024.03.027
16. Zhang J. X., Sun H. Y., Du P., Liu W. C. Effect of Processing Method on the Recrystallization Behavior of Cold-Rolled AA3003 Aluminum Alloy // Journal of Materials Engineering and Performance. 2020. Vol. 29, Iss. 7. P. 4286–4294. DOI: 10.1007/s11665-020-04963-y
17. Zhou Y. L., Yang Y., Tan Y. B., Xiang S. et al. The microstructure evolution and strengthening mechanism of fine-grained Al – Mn alloy with nanoscale precipitates during cryorolling // Materials Science and Engineering A. 2024. Vol. 903. P. 146680. DOI: 10.1016/j.msea.2024.146680
18. Wang J., Gao K., Xiong X., Zhang Y. et al. The Influence of Precipitated Particles on the Grain Size in Cold-Rolled Al – Mn Alloy Foils upon Annealing at 100–550 °C // Materials (Basel). 2024. Vol. 17, Iss. 7. P. 1671. DOI: 10.3390/ma17071671
19. Сенникова Л. Ф., Гангало А. Н., Свиридова Е. А., Васильев С. В., Ткаченко В. М. Влияние разовой степени деформации гидроэкструзией на механические свойства сплава АМц, предварительно обработанного равноканальным угловым прессованием // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2024. № 4. С. 71–76.
20. Кроха В. А., Шутов А. В., Ходосов М. Г. Виды аппроксимаций экспериментальных кривых упрочнения; Воронеж. гос. лесотехн. акад. – Воронеж, 1999. Деп. в ВИНИТИ РАН 22.07.99, № 2402–В99.
21. Сидельников С. Б., Лопатина Е. С., Парубок А. В., Кузин Д. И. Экспериментально-аналитическая оценка реализуемости и энергосиловых параметров процесса бесслитковой прокатки-прессования прутков из отходов сплава АД31 // Вестник Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова. 2024. Т. 22, № 4. С. 70–80.
22. Gorbatyuk S. M., Osadchii V. A., Tuktarov E. Z. Calculation of the geometric parameters of rotary rolling by using the automated design system Autodesk Inventor // Metallurgist. 2011. Vol. 55, Iss. 7–8. P. 543–546.
23. Белов Н. А., Шуркин П. К., Акопян Т. К. Структура и свойства деформированных полуфабрикатов из высокопрочного алюминиевого сплава системы Al – Zn – Mg – Ni – Fe // Цветные металлы. 2016. № 11. С. 98–103.
24. Иванова А. О., Белов Н. А., Градобоев А. Ю., Малахова Ю. В. Влияние соотношения Mn/Fe на коррозионную стойкость алюминиевых сплавов системы Al – Mn // Цветные металлы. 2026. № 1. С. 67–72.
25. ГОСТ Р 8.736–2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. – Введ. 13.12.2011.
26. Шаталов Р. Л., Лукаш А. С., Тимин Ю. Ф. Создание и исследование микропроцессорной системы контроля усилий прокатки на двухвалковом листовом стане // Металлург. 2015. № 10. С. 70–73.
27. ГОСТ 11701–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент. – Введ. 01.01.1986.
28. ГОСТ 1497–2023. Металлы. Методы испытаний на растяжение. – Введ. 01.07.2024
29. ГОСТ Р ИСО 6507-1–2007. Металлы и сплавы. Измерения твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения. – Введ. 29.11.2007.
30. ГОСТ 4784–2019. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. – Введ. 01.09.2019.