Kształtowanie właściwości mechanicznych konsolidowanego plastycznie stopu aluminium RS442 w procesach obróbki cieplnej. Development of mechanical properties of plastically consolidated RS442 aluminium alloy by heat treatment methods.
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2015, Vol 26, Issue 4
Abstract
Specjalistyczne metody rozdrabniania ziarn w metalach i ich stopach stanowią efektywny sposób poprawy ich właściwości mechanicznych. Zalicza się do nich konsolidację plastyczną szybko krystalizowanych form rozdrobnionych (płatków, proszków, itp.), umożliwiającą wytwarzanie półwyrobów i gotowych wyrobów o znacznie lepszych właściwościach użytkowych w porównaniu z elementami wytwarzanymi metodami tradycyjnymi. Konsolidację plastyczną uznaje się za interesującą metodę kształtowania mikrostruktury i właściwości mechanicznych stopów Al-Si. Może być alternatywą dla ich przeróbki plastycznej – utrudnionej ze względu na małą plastyczność tej grupy stopów. Konsolidowany plastycznie stop RS442 (AlSi12,5Fe5Cu3,5Mg1) charakteryzuje duże rozdrobnienie składników fazowych ich mikrostruktury (rozmiary ziarn osnowy <1 μm), co powoduje nawet 2-krotne zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie. Stop ten zachowuje swoje duże właściwości wytrzymałościowe nawet po wyżarzaniu w temperaturze 450°C. Zakłada się, że proces wydzielania się faz międzymetalicznych kompensuje osłabienie tego stopu powodowane rozrostem ziarn osnowy. Przedstawiono wyniki badań stopu RS442 konsolidowanego plastycznie w procesie wyciskania. Wsad stanowił stop w postaci szybko krystalizowanych płatków (w procesie melt spinning). Wytworzone pręty poddano obróbce cieplnej: wyżarzaniu 450°C/2h oraz przesycaniu 475°C/1h w wodzie i starzenie w zakresie temperatury 50÷100°C. Wykonano badania mikrostruktury metodą SEM oraz właściwości mechanicznych – próba statyczna rozciągania (Rm, Rp0,2, A) i pomiar twardości. Stwierdzono, że umacnianie wydzieleniowe konsolidowanego plastycznie stopu RS442 powoduje zmniejszenie jego granicy plastyczności (ok. 25%) przy zachowaniu wytrzymałości na rozciąganie i zwiększeniu twardości (ok. 10%). Advanced methods for grain refinement in metals and alloys are effective way for improving their mechanical properties. They include plastic consolidation of rapid solidified disintegrated forms (flakes, powders, etc.) which enables manufacturing semi- and final products having much better operational properties comparing with traditional manufacturing methods. Plastic consolidation is acknowledged as particularly interesting method of development of microstructure and mechanical properties of Al-Si alloys. It can be alternative method for plastic working – difficult due to low plasticity of mentioned group of alloys. Characteristic feature of plastically consolidated RS442 alloy is high refinement of phase constituents (matrix grain size < 1 μm) which results in even doubled static tensile strength. Alloy in this conditions preserves its high strength also after annealing at the temperature of 450°C. It was assumed that precipitation process of intermetallic phases compensated material softening caused by matrix grains growth. Plastic consolidation of rapidly solidified RS442 alloy flakes was conducted by extrusion method. Produced rods were heat treated – annealing at 450°C for 2h and solution treatment at the temperature of 475°C (1h) with water quenching and following ageing in the temperature range of 50–100°C. SEM microscopic and mechanical properties (tensile and hardness tests) examinations were carried out. It was found that precipitation hardening of plastically consolidated RS442 alloy led to reduction of its yield stress (about 25%) and increase in hardness (about 10%) without essential effect on ultimate tensile strength.
Authors and Affiliations
Maciej Motyka, Tomasz Tokarski, Waldermar Ziaja, Mateusz Wędrychowicz, Jan Sieniawski
Keywords
Related Articles
- EP ID EP520982
- DOI -
- Views 36
- Downloads 0
Fizyczne modelowanie plastycznego płynięcia w procesie wyciskania metodą KOBO z użyciem matryc o różnej geometrii. Physical modeling of plastic flow in the KOBO extrusion process using dies of different geometry
W pracy zaprezentowano wyniki badań efektów wyciskania będących podstawą fizycznego modelowania płynięcia w warunkach procesu KOBO pozwalających na określenie wpływu rodzaju matryc o różnych parametrach geometrycznych na...
Mikrostruktura i właściwości mechaniczne eutektycznego stopu Al-33%Cu po zastosowaniu odkształcania metodą KoBo. Microstructure and mechanical properties of Al-33%Cu eutectic alloy after KoBo deformation.
Przedmiotem badań mikrostruktury i właściwości mechanicznych był eutektyczny stop Al-33%Cu poddany odkształcaniu metodą KoBo. Stop bezpośrednio po odlaniu został przetoczony do średnicy 49 mm, a następnie wyciskany metod...
Wpływ stanu strukturalnego na skutki obróbki laserowej stali o różnym składzie chemicznym. Część I: Stale węglowe. Influence of structural state on the effects of laser treatment of steel with different chemical compositions. Part I: Carbon steels
Obróbka laserowa, zwłaszcza hartowanie laserowe, wykorzystuje dużą energię promieniowania laserowego do grzania niewielkich powierzchni obrabianego materiału oraz jego przewodność cieplną, celem uzyskania szybkiego ochło...
Koncepcja i badania eksperymentalne kształtowania elementów cienkościennych przy pomocy hybrydowej metody laserowo-mechanicznej. Concept and experimental tests of forming thin-walled elements using a hybrid, laser-mechanical method
W niniejszym artykule autor przedstawia założenia oraz wstępne wyniki badań doświadczalnych procesu kształtowania elementów cienkościennych przy pomocy hybrydowej metody laserowo-mechanicznej. W prezentowanej metodzie zo...
Wpływ procesu KOBO na właściwości stopu CuCr1Zr. Influence of KOBO process on CuCr1Zr alloy properties
Autorzy pracy podjęli badania nad stopem CuCr1Zr w celu polepszenia jego właściwości mechanicznych oraz określenia ich stabilności w podwyższonej temperaturze. W badaniach wykorzystano niekonwencjonalną metodę obróbki pl...