INVESTIGATION OF STRUCTURE FORMATION DURING INGOTLESS ROLLING-PRESSING OF ALUMINUM ALLOYS
Authors: Сидельников С.Б. , Лопатина Е.С. , Константинов И.Л. , Ворошилов Д.С. , Мансуров Ю.Н. , Беспалов В.М. , Терентьев Н.А. 
Published: October 2023

Представлены результаты исследований структуры и свойств полуфабрикатов из алюминия и сплавов системы Al–РЗМ, полученных с применением бесслитковой прокатки-прессования и равноканального углового прессования. Установлено, что прутки, полученные по технологии высокоскоростной кристаллизации-деформации методом бесслитковой прокатки-прессования, имеют устойчивую ультрамелкую субзеренную структуру, что позволяет использовать деформированные полуфабрикаты из них в качестве прутков-модификаторов и электротехнической проволоки для кабельной продукции. Проведены экспериментальные исследования, подтвердившие предположение о том, что исходная структура модифицирующего прутка оказывает влияние на расплав. При этом выявлено, что размеры и плотность распределения образовавшихся в объеме расплава дополнительных центров кристаллизации на основе кластеров наследуются от исходной субзеренной структуры модифицирующего прутка из алюминия или его сплавов. При этом установлено, что введение 3–4% такого лигатурного прутка диам. 8–9 мм в кристаллизующийся слиток из алюминия при температуре расплава 700–720 °С и времени выстаивания расплава не менее 5 мин обеспечивает устойчивый модифицирующий эффект. Установлены технологические параметры для получения прутков из алюминиевых сплавов методом бесслитковой прокатки-прессования: температура расплава 720 °С; степень деформации при прокатке не менее 50%, частота вращения валков 8 мин–1. Металлографические исследования показали также, что последующая интенсивная пластическая деформация путем равноканального углового прессования прутков, полученных методом бесслитковой прокатки-прессования из опытного сплава состава Al–0,2Zr–0,2Fe–0,4Mg, позволяет добиться дополнительного упрочнения металла путем измельчения его зеренной структуры и получить проволоку электротехнического назначения с высоким уровнем физико-механических свойств.
The results of studies of the structure and properties of semi-finished products made of aluminum and alloys of the Al-REM system, obtained using ingotless rolling-pressing and equal-channel angular pressing, are presented. It has been established that the rods obtained by the technology of highspeed crystallization-deformation by the method of ingotless rolling-pressing have a stable ultrafine subgrain structure, which makes it possible to use deformed semi-finished products from them as modifier rods and electrical wire for cable products. Experimental studies have been carried out, confirming the assumption that the initial structure of the modifying rod has an effect on the melt. At the same time, it was found that the sizes and distribution density of additional cluster-based crystallization centers formed in the melt volume are inherited from the initial subgrain structure of the modifying rod made of aluminum or its alloys. At the same time, it was found that the introduction of 3–4% of such a ligature rod with a diameter of 8–9 mm into a crystallizing aluminum ingot at a melt temperature of 700–720 °C and a melt standing time of at least 5 minutes provides a stable modifying effect. Technological parameters for the production of bars from aluminum alloys by the ingotless rolling-pressing method have been established: melt temperature 720 °C; the degree of deformation during rolling is not less than 50 %, the rotational speed of the rolls is 8 rpm. Metallographic studies also showed that subsequent severe plastic deformation by equal-channel angular pressing of bars obtained by ingotless rollingpressing from an experimental alloy of the composition Al–0.2Zr–0.2Fe–0.4Mg makes it possible to achieve additional hardening of the metal due to the refinement of its grain size. structure and obtain a wire for electrical purposes with a high level of physical and mechanical properties.