Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2022,  том 19,  №1, 93-105

 

Екатерина Александровна Носова1, Александр Петрович Амосов2

Применение энтропийного подхода для оценки доли влияния структурных особенностей на штампуемость алюминиевых сплавов

1 Самарский университет, Московское шоссе, 34, 443086, Самара, Россия
2 Самарский государственный технический университет, ул. Молодогвардейская, 244, 443100, Самара, Россия

1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-5490-3235

2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0003-1994-5672

Проведён анализ микроструктуры технического алюминия марки АД0 и алюминиевых сплавов АМг2, АМг5, АМг6, АМг10 в отожжённом состоянии: размер зерна и его неоднородность, фазовый состав, кристаллографическая текстура. Предложен метод оценки доли, вносимой различными элементами структуры, на структурную энтропию. С помощью диаграмм Парето выявлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на структурную энтропию. Установлено, что доля кристаллографической текстуры вносит наибольший вклад в общую структурную энтропию сплава, а размер зерна - наименьшую. В свою очередь, химический состав оказывает влияние на все показатели структуры, включая фазовый состав, размер зерна, кристаллографическую текстуру. По мере увеличения содержания легирующих элементов доля кристаллографической текстуры в суммарной структурной энтропии уменьшается, но не оказывается ниже 50% в сплаве с максимальным содержанием магния АМг10. Показатели штампуемости сплавов с ростом содержания легирующих элементов ведут себя по-разному: предельный коэффициент вытяжки изменяется незначительно, как и структурная энтропия, вносимая кристаллографической текстурой. Минимальный радиус гибки повышается, также, как энтропия смешивания и фазового состава. Тем самым, отдельные элементы структуры оказывают различное влияние на технологические свойства листовых алюминиевых сплавов.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, отожжённое состояние, размер зерна, энтропия смешивания, структурная энтропия, кристаллографическая текстура, текстурная энтропия, предельный коэффициент вытяжки, минимальный радиус гибки, диаграммы Парето.

УДК 669-1

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.01.011


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 19, No.1 (2022) 93-105

 

Ekaterina A. Nosova1, Alexander P. Amosov2

Applying of entropy approach for estimation of structural features quantative effect on stamp ability of aluminum alloys

1 Samara University, Moskovskoye shosse, 34, Samara, 443086, Russia
2 Samara State Technical University, Samara, 244, Molodogvardeyskaya Str., Samara, 443100, Russia

1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-5490-3235

2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0003-1994-5672

Analysis of commercial aluminum and aluminum alloys Al-2Mg mass%, Al-5Mg mass% Al-6Mg mass%, Al-10Mg mass% microstructure in annealed state is provided: grain size and its unevenness, phase composition, crystallographic texture. Method is proposed for estimation of the part which different structure features involve into the common structural entropy. The most important structural factors for the structural entropy are found via Pareto diagrams. Crystallographic texture involves the greatest effect on the common structural entropy of the alloys, but the grain size has the minimal effect. In terms, chemical composition effects on all structural features: phase composition, grain size, and crystallographic texture. While alloying element quantity and content increases, part of crystallographic texture in common structural entropy decreases, but the minimal value does not become less than 50% in the alloy with maximum Mg content 10 mass.%. The alloys’ indexes of stamp ability change differently with increasing of alloying elements content^ limited stretching coefficient changes lightly also structural entropy form crystallographic texture. Minimal bending radius rises like mixing entropy and phase composition entropy. Therefore, every structural feature play the different role in technology properties of sheet aluminum alloys.

Keywords: aluminum alloys, annealed state, grain size, mixing entropy, structural entropy, crystallographic texture, textural entropy, limited stretching coefficient, minimal bending radius, Pareto diagram.