От ямочного к межкристаллитному разрушению: роль старения в деградации пластичности Al-Cu-Li сплава

Аннотация

В работе исследовано влияние старения на механические свойства и характер разрушения алюминиевого сплава AA2055 (Al-Cu-Li). Образцы подвергали искусственному старению при 165 °C в течение 5, 50 и 150 ч, что соответствует недостаренному, пиковому (максимально упрочнённому) и перестаренному состояниям, определённым по кривой старения. В состоянии пикового старения сплав демонстрирует предел текучести 495 МПа, предел прочности 530 МПа и относительное удлинение ~ 6,2 %. Пластичность резко снижается при переходе от недостаренного (удлинение ~ 24 %) к пиковому состоянию и остаётся на низком уровне после перестаривания. Фрактографический анализ показал, что недостаренный сплав разрушается по механизму вязкого транскристаллитного разрушения с образованием ямок. При длительном старении происходит упрочнение матрицы вследствие выделения фазы T1 (Al2CuLi) и одновременная деградация границ зерен, что приводит к локализации пластической деформации и переходу к хрупкому межкристаллитному разрушению. Снижение пластичности с ~ 24 % до ~ 6 % при увеличении времени старения с 5 до 150 ч обусловлено эволюцией наноструктуры выделившихся частиц и сменой доминирующего механизма разрушения – от вязкого (ямочного) к межкристаллитному.