Procesy wydzielania cząstek faz umacniających z przesyconych stopów AlMgSi

• Autorzy: Mrówka-Nowotnik G. , Sieniawski J. , Wierzbińska M. , Nowotnik A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.6.5

Warianty tytułu

EN

Precipitation processes of strengthening phases’ particles from supersaturated AlMgSi alloys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Właściwości mechaniczne stopów aluminium AlMgSi — grupa 6xxx — zapewniają szerokie ich stosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Na ogół są używane do wyrobu średnio obciążonych elementów konstrukcji lotniczych, pojazdów samochodowych oraz taboru kolejowego. Swoje największe właściwości wytrzymałościowe uzyskują po procesie umacniania wydzieleniowego. Pomimo wykonanych wielu prac badawczych zagadnienia wpływu składu chemicznego, kinetyki procesu wydzielania z przesyconych roztworów i rodzaju faz umacniających są nadal aktualne. Wynika to zarówno z opracowywania nowych stopów, jak i stale zwiększających się wymagań dotyczących ich właściwości użytkowych. Dlatego podjęto badania w celu określenia oddziaływania składu chemicznego oraz warunków prowadzenia procesu umacniania wydzieleniowego (temperatury i czasu) na sekwencję wydzielania faz umacniających z przesyconych stopów AlMgSi. Charakterystykę przemian zachodzących w mikrostrukturze przesyconych stopów AlMgSi pod wpływem zmiany składu chemicznego i warunków obróbki cieplnej ustalono w badaniach kalorymetrycznych. Ustalono także sekwencję procesu rozpadu przesyconych stopów grupy 6xxx. Określono charakterystyczne wartości temperatury wydzielania faz umacniających dla różnych szybkości nagrzewania badanych stopów. Na podstawie krzywych kalorymetrycznych oraz zależności ln(q/T2) od 1000/RT określono wartości energii aktywacji wydzielania lub rozpuszczania składników fazowych mikrostruktury.

EN

The mechanical properties of aluminium alloy AlMgSi — a group 6xxx — allow them to be used in many areas of industries extensively. They are generally used for the production of medium-duty elements of aircraft structures, vehicles and rolling stock. Their highest strength properties are obtained when they were subjected to precipitation strengthening process. Despite of on-going projects carried out by many research’s units, there is a strong need to examine the effect of chemical composition, kinetic of precipitation processes from supersaturated solutions and the influence of strengthening phases on aluminium alloys mechanical properties. This is due to both the development of new alloys, as well as the constantly increasing demands on their performance. Therefore, this paper is showing the results of study devoted to determination of the impact of the chemical composition and the precipitation strengthening process parameters on the precipitation sequence of the intermetallic phases (temperature and time) of the supersaturated AlMgSi alloys. The characteristics of the supersatureted solution decomposition sequence was performed based on calorymetry study of alloys group 6xxx. Thus, the temperature of phase precipitation for different heating rate was determined. Based on the calorimetric curves and the ln(Q/T2) of 1000/RT values the values of activation energy for precipitation and dissolution of phase components were established.

Słowa kluczowe

PL

stop AlMgSi; procesy wydzielania; mikrostruktura; faza umacniająca; energia aktywacji

EN

Al-Mg-Si alloy; precipitation process; microstructure; strengthening phases; activation energy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 6
• Strony: 376--380
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mrówka-Nowotnik G.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Sieniawski J.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Wierzbińska M.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Nowotnik A.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Gupta A. K., Lloyd D. J., Court S. A.: Precipitation hardening in Al–Mg–Si alloys with and without excess Si. Materials Science and Engineering A316 (2001) 11÷17.
• [2] Gupta A. K., Lloyd D. J., Court S. A.: Precipitation hardening processes in Al-0.4% Mg-1.3% Si-0.25% Fe aluminum alloys. Materials Science and Engineering A301 (2001) 140÷146.
• [3] Edwards G. A., Stiller K., Dunlop G. L., Couper M. J.: The precipitation sequence in Al–Mg–Si alloys. Acta Materialia 46 (11) (1998) 3893÷3904.
• [4] Miao W. F., Laughlin D. E.: Effects of Cu content and presaging on precipitation characteristics in aluminum alloy 6022. Metallurgical and Materials Transactions 31A (2000) 361÷371.
• [5] Zhen L., Kang S. B.: DSC analyses of the precipitation behaviour of two Al–Mg–Si alloys naturally aged for different times. Materials Letters 37 (1998) 349÷353.
• [6] Warmuzek M., Mrówka G., Sieniawski J.: Influence of heat treatment on the precipitation of the intermetallic phases in commercial AlMn1FeSi alloy. J. Mater. Proc. Technology 157-158 (2004) 624÷632.
• [7] Siddiqui R. A., Abdullah H. A., Al-Belushi K. R.: Influence of aging parameters on the mechanical properties of 6063 aluminium alloy. Journal of Materials Processing Technology 102 (2000) 234÷240.
• [8] Delmas F., Casanove M.J., Lours P., Courent A., Coujou A.: Quantitative TEM study of the precipitation microstructure in aluminium alloy Al(MgSiCu) 6056 T6. Materials Science and Engineering A373 (2004) 80÷89.
• [9] Murayama M., Hono K., Saga M., Kikuchi M.: Atom probe studies on the early stages of precipitation in Al–Mg–Si alloys. Materials Science and Engineering A250 (1998) 127÷132.
• [10] Ravi C., Wolverton C.: First-principles study of crystal structure and stability of Al–Mg–Si–(Cu) precipitates. Acta Materialia 52 (2004) 4213÷4227.
• [11] Edwards G. A., Stiller K., Dunlop G. L., Couper M. J.: The precipitation sequence in Al–Mg–Si alloys. Acta Materialia 46 (11) (1998) 3893÷3904.
• [12] Miao W. F., Laughlin D. E.: Precipitation hardening in aluminum alloy 6022. Scripta Materialia 40 (7) (1999) 873÷878.
• [13] Mrówka-Nowotnik G., Sieniawski J.: Influence of heat treatment on the micrustructure and mechanical properties of 6005 and 6082 aluminium alloys. Journal of Materials Processing Technology 162-163 (2005) 367÷372.
• [14] Mrówka-Nowotnik G.: Influence of chemical composition variation and heat treatment on microstructure and mechanical properties of 6xxx alloys. Archives of Materials Science and Engineering 46 (2) (2010) 98÷107.
• [15] Mrówka-Nowotnik G., Sieniawski J., Nowotnik A.: Influence of precipitation strengthening process on the mechanical properties of 6082 wrought aluminium alloy. Archives of Metallurgy and Materials 51 (1) (2006) 33÷36.
• [16] Biroli G., Caglioti G., Martini L., Riontino G.: Precipitation kinetics of AA4032 and AA6082 a comparison based on DSC and TEM. Scripta Materialia 39 (2) (1998) 197÷203.
• [17] Gaber A., Gaffar M. A., Mostafa M. S., Abo Zeid E. F.: Precipitation kinetics of Al-1.12 Mg2Si-0.35 Si and Al-1.07 Mg2Si-0.33 Cu alloys. Metallurgical and Materials Transactions 36A (2005) 2059÷2065.
• [18] Birol Y.: DSC analysis of the precipitation reactions in the alloy AA6082. Effect of sample preparation. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 83 (1) (2006) 219÷222.
• [19] Biroli G., Caglioti G., Martini L., Riontino G.: Precipitation kinetics of AA4032 and AA6082 a comparison based on DSC and TEM. Scripta Materialia 39 (2) (1998) 197÷203.
• [20] Mrówka-Nowotnik G.: Rola składników fazowych w kształtowaniu mikrostruktury i właściwości mechanicznych stopów aluminium grupy 6xxx. Oficyna Wydawnicza PRz, Rzeszów (2012).