Cверхпластичность ультрамелкозернистых сплавов Al–Mg–Sc–Zr с различным содержанием Mg, Sc, Zr

Исследовано влияние концентрации магния (2.5, 4.0, 6.0 wt.%) на сверхпластичность алюминиевых сплавов Al–Mg–Sc–Zr с различным отношением Sc/Zr (Sc/Zr = 0.45, 1.0, 2.2). Ультрамелкозернистая (УМЗ) микроструктура в сплавах сформирована методом равноканального углового прессования. Испытания на сверхпластичность проведены в интервале температур от 300$^\circ$С до 500$^\circ$С и в интервале скоростей деформации $(\dot{\varepsilon})$ от 3.3 $\cdot$ 10$^{-4}$ до 3.3 $\cdot$ 10$^{-1}$s$^{-1}$. Максимальные удлинения до разрушения $(\delta_{\mathrm{max}})$ достигаются при $\dot{\varepsilon}$ = 3.3 $\cdot$ 10$^{-2}$s$^{-1}$. При температуре 500$^\circ$С в сплаве с 2.5% Mg и Sc/Zr = 2.2 удлинение до разрушения достигает $\delta_{\mathrm{max}}$ = 1970%, а в сплаве с 2.5% Mg и Sc/Zr = 1.0 – $\delta_{\mathrm{max}}$ = 1750%. Установлено, что при нагреве УМЗ мелкозернистых сплавов с повышенным содержанием циркония наблюдается одновременное выделение частиц Al$_3$(Sc,Zr) по гомогенному механизму и прерывистое образование веретенообразных субмикронных частиц Al$_3$Zr. Увеличение концентрации Sc приводит к уменьшению числа частиц Al$_3$Zr образующихся по механизму прерывистого распада и к увеличению числа наночастиц Al$_3$Sc. Показано, что увеличение концентрации Mg приводит к снижению напряжения течения и относительного удлинения до разрушения УМЗ мелкозернистых сплавов Al–Mg–Sc–Zr. Исследования микроструктуры показывают, что при сверхпластичности развивается деформационно-стимулированный рост зерен. Установлено, что характер зависимости удлинения до разрушения от температуры испытаний определяется отношением Sc/Zr – в сплавах с Sc/Zr $\ge$ 1 повышение температуры приводит к росту пластичности, а в сплавах с Sc/Zr = 0.45 – к снижению пластичности.