Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 87 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 620.22:[536.413.2: 669.7.018/669-15] ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ СПЛАВОВ Al–Cu ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВА И ТЕРМООБРАБОТКИ В.К. АФАНАСЬЕВ , доктор техн. наук, профессор М.А. МАЛЮХ , младший научный сотрудник УНИ М.В. ПОПОВА, доктор техн. наук, профессор В.А. ЛЕЙС, младший научный сотрудник УНИ С.В. ДОЛГОВА , младший научный сотрудник УНИ ( СибГИУ, г. Новокузнецк ) Поступила 4 апреля 2016 Рецензирование 4 мая 2016 Принята к печати 15 мая 2016 Афанасьев В.К. – 654007, Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: sv_dolgov@mail.ru Изучены закономерности теплового расширения сплавов системы Al – Cu в литом и деформированном состояниях в зависимости от обработки расплава и термической обработки. Применяемая обработка расплава заключается в продувке водяным паром. Установлено, что выбранная обработка расплава создает аномалии, которые выражаются в уменьшении теплового расширения изучаемых сплавов. Дальнейшая термическая об- работка приводит к развитию аномалий. Показано, что горячая пластическая деформация существенно вли- яет на температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР, α) алюминиевомедных сплавов, причем это влияние усиливается с увеличением содержания меди. Рассмотрены возможности применения обнару- женных закономерностей для создания будущих новых инварных сплавов, отличающихся малым удельным весом и меньшей стоимостью. Ключевые слова : температурный коэффициент линейного расширения, сплавы Al – Cu, инвар, обработка расплава, термическая обработка, аномалия ТКЛР. DOI: 10.17212/1994-6309-2016-2-87-94 Введение Важнейшее место в деятельности человека на Земле отведено метрологии. В ней главное внимание уделяется материалам приборной тех- ники, особое положение среди которых зани- мают металлы и сплавы с регулируемым ТКЛР [1, 2]. В 1920 году Ш. Гильом получил Нобелев- скую премию по физике «за создание железони- келевых сплавов для метрологических целей» [3]. Разработанные им сплавы на основе Fe-Ni получили название «инвары». До сих пор в при- борной технике используется его сплав Н36, который при температурах испытания ( t исп ) 50…100 °С после сложной деформации и тер- мической обработки имеет α = 1…2·10 –6 , град –1 [4, 5]. До настоящего времени проводится гигант- ское количество работ по выяснению инварного эффекта с привлечением легирования железони- келевой основы всеми доступными элементами периодической системы, включая драгоценные (Pt, Pd). Однако секрет инварного эффекта до сих пор не выяснен. Настоящая работа является разделом общего направления – поиска легких сплавов для косми- ческой техники с таким же низким ТКЛР [6], как у тяжелых железоникелевых инваров. Ранее [7] изучалось влияние меди на линей- ное расширение алюминия А7. На основании по- лученных результатов сделан вывод, что «вполне