Effect of higher contents of manganese and magnesium on the mechanical properties of twin-roll cast aluminium alloy EN AW-8011

• Autorzy: Pavlasek Lukas , Bernatik Martin , Trojan Jan

Identyfikatory

DOI

10.32730/mswt.2024.68.4.3

Warianty tytułu

PL

Zmiany właściwości mechanicznych stopu aluminium EN AW-8011 uzyskanego metodą Twin-Roll Casting wywołane większą zawartością manganu oraz magnezu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Because of their excellent formability and sufficient mechanical properties, aluminium alloys based on an aluminium–iron–silicon system are very popular materials, commonly used in the production of thin foils. Alloy EN AW-8011 contains approximately 0.50–1.00 wt. % of iron and 0.40–0.80 wt. % of silicon. The other elements, including manganese and magnesium, are present only as impurities. However, these two elements are generally very effective enhancers of mechanical properties. Due to their very low concentrations in alloy EN AW-8011, the influence of manganese and magnesium on mechanical properties is often overlooked. In the research work discussed in the article, the properties of two Twin-Roll cast aluminium alloy EN AW-8011 containing various amounts of manganese and magnesium were investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and tensile tests. The test results revealed that higher contents of magnesium and manganese significantly changed the mechanical properties of the alloy.

PL

Ze względu na swoją doskonałą odkształcalność i odpowiednie właściwości mechaniczne, stopy aluminium na bazie układu aluminium – żelazo – krzem są bardzo popularnymi materiałami stosowanymi w produkcji cienkich folii. Stop EN AW-8011 zawiera około 0,50–1,00% żelaza oraz 0,40–0,80% krzemu. Pozostałe pierwiastki, w tym, m.in. mangan oraz magnez, występują jedynie w postaci zanieczyszczeń, chociaż na ogół bardzo skutecznie poprawiają właściwości mechaniczne stopów. Ze względu na bardzo niskie stężenia manganu i magnezu w stopie EN AW-8011, ich wpływ na właściwości mechaniczne stopu jest często pomijany. Artykuł przedstawia badania właściwości dwóch, uzyskanych metodą Twin-Roll, odlewanych stopów aluminium EN AW-8011 o różnej zawartości manganu i magnezu. Badania obejmowały obserwacje z użyciem mikroskopu optycznego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego, analizy z zastosowaniem spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii oraz próby rozciągania. Badania wykazały, iż większa zawartość magnezu oraz manganu prowadzi do istotnych zmiany właściwości mechanicznych ww. stopu.

Słowa kluczowe

EN

EN AW-8011; TRC; manganese; magnesium; mechanical properties; twin roll casting; aluminium alloy

PL

EN AW-8011; TRC; mangan; magnez; właściwości mechaniczne; metoda twin-roll casting; stop aluminium

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 68, No. 4
• Strony: art. no. 3
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab. wykr.

Twórcy

autor

Pavlasek Lukas

• VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Material Science and Technology
• AL INVEST Břidličná, a.s. (Republika Czeska)

autor

Bernatik Martin

• AL INVEST Břidličná, a.s. (Republika Czeska)

autor

Trojan Jan

• AL INVEST Břidličná, a.s. (Republika Czeska)

Bibliografia

• [1] J. R. Davis, Aluminum and aluminum alloys, ASM international, 1993.
• [2] ČSN EN 573-3+A1: Hliník a slitiny hliníku – Chemické složení a druhy tvářených výrobků: Část 3: Chemické složení a druhy výrobků. 01/2023, 2023
• [3] J. A. Green, Aluminum recycling and processing for energy conservation and sustainability, ASM International, 2007.
• [4] K. M. McHugh, J. P. Delplanque, S. B. Johnson, E. J. Lavernia, Y. Zhou, Y., Y. Lin, Spray rolling aluminum alloy strip. Materials Science and Engineering: A, 383(1). 96–106 (2004). DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2004.02.041
• [5] J. Arbeiter, M. Vončina, D. Volšak, J. Medved, Evolution of Fe-based intermetallic phases during homogenization of Al–Fe hypoeutectic alloy. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 142(5), 1693–1699 (2020). DOI: https://doi.org/10.1007/s10973-020-10161-8
• [6] A. U. Malcioglu, C. Dogan, C. Inel, C. Gode, Effects of casting speed on thin gauge foil surface quality of 8079 aluminum alloy produced by twin roll casting method. Transactions of the Indian Institute of Metals, 72, 1001–1011 (2019). DOI: https://doi.org/10.1007/s12666-019-01563-w
• [7] M. Vončina, K. Kresnik, D. Volšak, J. Medved, Effects of homogenization conditions on the microstructure evolution of aluminium alloy EN AW 8006. Metals, 10(3), 419 (2020). DOI: https://doi.org/10.3390/met10030419
• [8] L. Kuchař, J. Drápala, Binární systémy hliník-příměs a jejich význam pro metalurgii, Děčín, 2003.
• [9] Š. Michna, Encyklopedie hliníku, Prešov, 2005.
• [10] M. Vončina, J. Medved, M. Steinacher, K. Ozimič, The influence of La and Ce additions on the solidification of alloys from the Al–Fe system. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 1–10 (2024). DOI: https://doi.org/10.1007/s10973-024-13009-7
• [11] J. H. Ryu, Y. S. Lee, D. N. Lee, The effect of precipitation on the evolution of recrystallization textures in an AA 8011 aluminum alloy sheet. Metals and Materials International, 7, 251–256 (2001). DOI: https://doi.org/10.1007/BF03026983
• [12] C. Shi, K. Shen, Twin-roll casting 8011 aluminium alloy strips under ultrasonic energy field. International Journal of Lightweight Materials and Manufacture, 1(2), 108–114 (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijlmm.2018.06.001
• [13] R. E. Sanders Jr., Continuous casting for aluminum sheet: a product perspective. JOM, 64(2), 291–301 (2012). DOI: https://doi.org/10.1007/s11837-012-0247-y
• [14] H. L. Chen, A. Jansson, Phase formation in A3003 alloys. Materials Today: Proceedings, 10, 296–305 (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.10.409
• [15] A. Kagawa, Y. Tabira, Solute partitioning, liquidus and eutectic temperatures in freezing aluminium alloys. Materials Transactions, JIM, 32(11), 1076–1081 (1991). DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans1989.32.1076
• [16] E. Janssen, Chemical characterization of industrial steel and aluminium sheet surfaces by secondary ion mass spectrometry, glow discharge optical spectroscopy and other surface-sensitive techniques. Materials Science and Engineering, 42, 309–320 (1980). DOI: https://doi.org/10.1016/0025-5416(80)90040-3
• [17] ČSN EN ISO 6892-1: Kovové materiály-Zkoušení tahem-Část 1: Zkušební metoda za pokojové teploty, 1999.
• [18] ASTM E112-10: Standard Test Methods for Determining Average Grain Size, 2010.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).