Charakterystyka mikrostruktury warstwy wierzchniej magnezu wzbogaconej w aluminium i krzem za pomocą lasera CO2

• Autorzy: Dziadoń A. , Mola R.

Warianty tytułu

EN

Microstructure characteristic of magnesium surface layer enriched in aluminium and silicon with the aid CO2 laser

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki laserowego, powierzchniowego stopowania magnezu stopem AlSi20. Warstwa powierzchniowa magnezu została ukształtowana za pomocą lasera CO2 przy odpowiednio dobranych parametrach procesu stopowania. Twardość stopowanej warstwy wierzchniej wzrosła do 215-225 HV0,1 z 32 HV0,1 dla magnezu. Na podstawie mikroanalizy rentgenowskiej przedstawiono szczegółową charakterystykę mikrostruktury warstwy stopowanej. Stwierdzono, że mikrostruktura jest zależna od zawartości pierwiastków stopowych Al i Si w danej strefie warstwy wierzchniej. Z badań wynika, że dominująca (gruba) strefa warstwy wierzchniej zawiera głównie fazy: Mg2Si, roztwór stały magnezu w aluminium i Al3Mg2. W sąsiedztwie magnezu-podłoża zidentyfikowano cienką strefę zawierającą Mg17Al12 oraz r oztwór stały a luminium w magnezie. Strefę połączenia warstwy wierzchniej z magnezem stanowi roztwór stały aluminium w magnezie zawierający 5-10 % at. Al.

EN

In the work laser surface alloying of magnesium with AlSi20 alloy was presented. Surface layer was formed using a CO2 laser with appropriate processing parameters. The hardness of modified surface layer increased to 215-225 HV0,1 as compared to 32 HV0,1 for magnesium. On the basis of X-ray microanalysis a detailed characteristic of microstructure the laser alloyed layer was presented. It was found that the microstructure depends on content of alloying elements Al and Si in the zone of surface layer. The results showed that the dominant (thick) zone of surface layer consisted mainly of phases: Mg2Si, solid solution of magnesium in aluminium and Al3Mg2. In the neighbourhood of magnesium-substrate thin zone containing Mg17Al12 and solid solution aluminium in magnesium was identified. The bonding zone surface layer — magnesium is solid solution aluminium in magnesium containing 5-10 at. % Al.

Słowa kluczowe

PL

magnez; warstwa wierzchnia; stopowanie laserowe

EN

magnesium; surface layer; laser alloying

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 58, nr 10
• Strony: 551--556
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Dziadoń A.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Katedra Metaloznawstwa i Technologii Materiałowych, Kielce

autor

Mola R.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Katedra Metaloznawstwa i Technologii Materiałowych, Kielce

Bibliografia

• 1. Neite G., Kubota K., Higashi K., Hehmann F.: Magnesium based alloys. Materials Science and Technology, eds. Cahn R. W., Haasen P., Kramer E. J., Wiley-Vch Verlag, 2005, t. 8/9 s. 113-212.
• 2. Mordike B. L., Riechmann W.: Mechanical properties and thermal stability of rapidly solidified magnesium alloys. Proc. 6-th Int. Symp. ISPMA 6, Prague, 1994, s. 13-28.
• 3. Dube D., Fiset M., Couture A., Nakatsugawa I.: Characterization and performance of laser melted AZ91D and AM60B. Mat. Sci. Eng. 2001, A299, s. 38-45.
• 4. Majumdar J. D., Galun R., Mordike B. L., Manna I.: Effect of surface melting on corrosion and wear resistance of a commercial magnesium alloy. Mat. Sci. Eng. 2003, A361, s. 119-129.
• 5. Abbas G., Li L., Ghazanfar U., Liu Z.: Effect of high powerdiode laser surface melting on wear resistance of magnesium alloys. Wear 2006, nr 260, s. 175-180.
• 6. Jun Y., Sun G. P., Jia S. S.: Characterization and wear resistance of laser surface melting AZ91D alloy. J. Alloys Comp., 2008, nr 455, s. 142-147.
• 7. Kutschera U., Galun R.: Wear behavior of laser surface treated magnesium alloys, Magnesium alloys and their application. ed. Kainer K. U., Wiley-Vch Verlag 2000, s. 330-335.
• 8. Ignat S., Sallamand P., Grevey D., Lambertin M.: Magnesium alloys laser (Nd:YAG) cladding and alloying with side injection of aluminium powder. ASppl. Surface Sci. 2004, nr 225, s. 124-134.
• 9. Majumdar J. D., Chandra B. R., Mordike B. L., Galun R., Manna I.: Laser surface engineering of a magnesium alloy with Al+ Al2O3. Surf. Coat. Technology 2004, nr 179, s. 297-305.
• 10. Gao Y., Wang C., Lin Q., Liu H., Yao M.: Broad-beam laser cladding of Al-Si alloy coating on AZ91HP magnesium alloy. Surf. Coat. Technology 2006, nr 201, s. 2701-2706.
• 11. Yang Y., Wu H.: Improving the wear resistance of AZ91D magnesium alloys by laser cladding with Al-Si powders. Mat. Letters 2009, nr 63, s. 19-21.
• 12. Dziadoń A., Mola R.: Analiza mikrostruktury warstwy wierzchniej magnezu wzbogaconej w aluminium w wyniku stopowania laserowego. Rudy Metale 2011, t. 56, nr 5, s. 272-278.
• 13. Phase Equilibria, Crystallographic and Thermodynamic Data of Binary Alloys, Landolt-Börstein /New series IV/ Springer- Verlag Berlin 1998. 14. Alloy Phase Diagrams, ASM Handbook, t. 3, Int. Materials Park, Ohio 1992.
• 15. Raghavan V.: Al-Mg-Si (Aluminium-Magnesium-Silicon). Journal of Phase Equilibria and Diffusion 2007, t. 28, nr 2, s. 189-191.
• 16. Okamoto H.: Al-Mg (Aluminium-Magnesium). Journal of Phase Equilibria 1998, t. 19, nr 6, s. 598.
• 17. Kusiński J.: Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej. Wydaw. Naukowe „Akapit”, Kraków 2000, s. 147.
• 18. Dziadoń A., Drogosz M., Mola R., Borowiecka-Jamrozek J.: Starzenie przetopionej laserem warstwy wierzchniej stopu AlSi5Cu2. Rudy Metale 2008, t. 53, nr 12, s. 795-799.
• 19. Massalski T. B.: Binary Alloy Phase Diagrams. 1986, t. 1, Metals Park, Ohio, ASM.
• 20. Su H. L., Harmelin M., Donnadieu P., Baetzner C., Seifert H. J., Lukas H. L., Effenberg G. M., Aldinger F.: Experimental investigation of the Mg-Al phase diagram from 47 to 63 at. % Al. J. Alloys Comp., 1997, nr 247, s. 57-65
• 21. Czeppe T., Zakulski W., Bielańska E.: Study of the thermal stability of phase in the Mg-Al system. Journal of Phase Equilibria 2003, t. 24, nr 3, s. 247-254.