Właściwości mechaniczne wyciskanych profili ze stopów AlMg

• Autorzy: Borowski J. , Płaczek G. , Andrzejewski D. , Jurczak H. , Leśniak D.

Warianty tytułu

EN

Mechanical properties of extruded profiles made of AlMg alloys

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych stopów aluminium 5754, 5083, 5019 oraz AlMg7. Stopy z magnezem osiągają zadowalające właściwości mechaniczne oraz charakteryzują się nawet 3 razy większą odpornością na korozje od najbardziej rozpowszechnionych stopów serii 6xxx (AlMgSi), dlatego są pożądanym materiałem w wielu gałęziach przemysłu. Konieczność zastosowania mniejszych prędkości wyciskania oraz dużo mniejsza odkształcalność stopów serii 5xxx w porównaniu ze stopami serii 6xxx są powodami decydującymi o rzadszym stosowaniu wyciskania jako technologii wykonywania detali z tych materiałów. W celu porównania właściwości mechanicznych wyżej przytoczonych stopów przeprowadzono statyczną próbę rozciągania próbek pobranych z płaskiego, otwartego kształtownika. Stwierdzono wzrost właściwości wytrzymałościowych wraz ze wzrostem zawartości magnezu (od Rm 220 MPa przy zawartości Mg 3,5% do 290 MPa przy zawartości 5% Mg), przy zachowaniu podobnej plastyczności na poziomie 25% wydłużenia A80 mm. Dodatkowo zrealizowano próbę 3-punktowego zginania próbek pobranych z kształtownika w kierunku poprzecznym. Próbki obciążano w zakresie sprężystym, w celu wyznaczenia strzałki ugięcia. Stwierdzono, że profile wyciśnięte przez niestandardową matrycę (powiększone wielkości przedkomór oraz skorygowane paski kalibrujące, w stosunku do matrycy standardowej) wykazują minimalnie większą sztywność niż te wyciśnięte przez matrycę standardową, stosowaną do wyciskania stopów 6xxx. Następnie wyznaczono krzywe zależności zastępczego naprężenia zginającego σg od przemieszczenia i na ich podstawie wyznaczono wytrzymałość na zginanie Rg. W pracy przedstawiono również wyniki badań statycznej próby rozciągania całych, wyciskanych przez matrycę mostkowo-komorową rur o średnicy zewnętrznej 42 mm i grubości ścianki 3,5 mm. Nie stwierdzono znaczących różnic w właściwościach kształtowników zamkniętych w porównaniu do kształtowników otwartych, co świadczy o braku wpływu zgrzewu na właściwości wytrzymałościowe kształtowników w kierunku wzdłużnym.

EN

This paper presents the results of tests of the mechanical properties of aluminium alloys 5754, 5083, 5019 and AlMg7. The alloys with magnesium reach satisfactory mechanical properties, and their corrosion resistance is even 3 times that of the most commonly used alloys of the 6xxx series (AlMgSi), making them a desirable material in many branches of industry. The necessity of applying lower extrusion speeds and much lower deformability of the 5xxx series alloys as compared to the 6xxx series are the reasons why extrusion is more rarely applied as the technology of manufacturing details from these materials. In order to compare the mechanical properties of the alloys mentioned above, a static tensile test of samples taken from a flat open section has been performed. It was found that mechanical properties increase with the growth of magnesium content (from Rm of 220 MPa at 3.5% Mg content to 290 MPa at 5% Mg content) while maintaining similar plasticity at the level of 25% A80 mm elongation. Additionally, a three-point bending test was performed on samples taken from the section in the transverse direction. Samples were loaded within the elastic range in order to determine the deflection. It was determined that profiles extruded by a non-standard die (enlarged size of pre-chamber and corrected die land, relative to standard die) exhibit slightly higher stiffness than those extruded by the standard die used for extruding 6xxx alloys. Next, curves of reduced bending stress σg as a function of relocation were determined, and bending strength, Rg, was determined on their basis. The paper also presents the results of the static tensile test of whole pipes, extruded by a porthole die, with an outer diameter of 42 mm and wall thickness of 3.5 mm. No significant differences in the properties of closed sections as compared to the open ones were found, which proves that the weld does not influence the strength properties of the sections in the longitudinal direction.

Słowa kluczowe

PL

stopy aluminium; wyciskanie; wytrzymałość na rozciąganie; wytrzymałość na zginanie; strzałka ugięcia

EN

aluminium alloys; extrusion; tensile strength; bending strength; deflection sag

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 27, nr 4
• Strony: 273--282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Borowski J.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Płaczek G.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Andrzejewski D.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Jurczak H.

• Albatros Aluminium Sp. z o.o., ul. Czartoria 1, 61-102 Poznań, Poland

autor

Leśniak D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Laurentowska-Tyczka Agnieszka, Jacek Borowski, Henryk Jurczak. 2014. „Trwałość matryc zależna od kształtu wyciskanego profilu i parametrów procesu azotowania”. Obróbka Plastyczna Metali 25 (3): 215–228.
• [2] Bjork Tomas, Jens Bergstrom, Sture Hogmark. 1999. „Tribological simulation of aluminium hot extrusion”. Wear 224: 216–225.
• [3] Leśniak Dariusz, Artur Rękas, Wojciech Libura, Józef Zasadziński. 2014. „Badania odkształcalności stopów aluminium serii 5xxx o wysokiej zawartości Mg w procesie półprzemysłowego wyciskania”. Obróbka Plastyczna Metali 25 (3): 159–167.
• [4] ASM International. 1993. ASM Handbook: Aluminum and Aluminum Alloys.
• [5] Leśniak Dariusz, Beata Leszczyńska-Madej, Alicja Wojtyna. 2015. „Charakterystyka mikrostruktury kształtowników płaskich wyciskanych z wysokoskładnikowych stopów AlMg”. Rudy i Metale Nieżelazne 60 (12): 797–804.
• [6] Grzyb Justyna, Dariusz Leśniak, Wojciech Libura. 2015. „Obróbka cieplna wyciskanych stopów aluminium”. Rudy i Metale Nieżelazne 60 (12): 792–796.
• [7] Leśniak Dariusz, Alicja Wojtyna, Antoni Woźnicki, Mateusz Dziki, Bartłomiej Płonka. 2016. „Wpływ zawartości Mg na własności mechaniczne kształtowników ze stopów aluminium serii 5xxx wytwarzanych na drodze wyciskania zgrzewającego”. Rudy i Metale Nieżelazne 61 (6): 248–253.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).