Influence of sand-casting parameters on microstructure and properties of magnesium alloys

• Autorzy: Kiełbus A. , Stopyra M. , Jarosz R.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów odlewania grawitacyjnego na mikrostrukturę i właściwości stopów magnezu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper present the influence of modifying process on chemical composition, microstructure, and selected properties of Mg alloys. Two sand-casting creep-resistant alloys, Elektron 21 and WE43, were analyzed in various forms: without modifiers, with the amount of modifier suggested by the producer, and with this amount increased by 50% and 100%. The volume fraction of eutectic areas, tensile strength, and yield strength were measured and the fluidity and linear contraction were analyzed. The research shows that, in contrast to what is widely assumed to be a positive influence of rare-earth elements on Mg alloys properties, a large increase in the amount of modifiers does not always lead to an improvement in the alloy properties. However, the results are tentative because they may have been influenced by the melting technology used, which can be improved. Rare-earth elements tend to react with fluxes, which could lead to a decrease in mechanical properties and fluidity. More research is planned wherein the alloys are melted under a protective atmosphere.

PL

W artykule zaprezentowano wpływ modyfikacji odlewniczych stopów magnezu na skład chemiczny, mikrostrukturę i wybrane właściwości. Badano 2 stopy odlewane do form piaskowych, przeznaczone do pracy w podwyższonej temperaturze: Elektron 21 i WE43 w czterech wariantach: bez modyfikacji, z ilością modyfikatorów dodaną zgodnie z procedura zalecana przez producenta, powiększona o 50 i 100%. Wykonano ilościową analizę udziału objętościowego eutektyk, zmierzono wytrzymałość na rozciąganie, granice plastyczności, wykonano próbę lejności oraz skurczu liniowego. Wykazano, że mimo powszechnie uznanego za pozytywny wpływu metali ziem rzadkich na właściwosci stopów Mg dodawanie zwiększonych ilości modyfikatorów w stosunku do zaleceń producentów nie zawsze ma dobry wpływ na wyniki. Prawdopodobnie duży wpływ na wyniki badań miała technologia odlewania, wymagająca poprawy - zastosowane topniki mogą reagowac z pierwiastkami stopowymi i powodować obniżenie właściwości mechanicznych i lejności. W przyszłości planowane są podobne badania dla stopów topionych w atmosferze gazowej.

Słowa kluczowe

EN

Mg alloys; sand casting; modification; Elektron 21 magnesium alloy; WE43 magnesium alloy; properties; fluidity

PL

stopy Mg; odlewy piaskowe; modyfikacja; Elektron 21; WE43; właściwości; płynność

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 2
• Strony: 635--640
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kiełbus A.

• Silesian University of Technology, Katowice, Poland

autor

Stopyra M.

• Silesian University of Technology, Katowice, Poland

autor

Jarosz R.

• ZM WSK Rzeszów, Poland

Bibliografia

• [1] B. Mordike, T. Eberr, Magnesium: Properties-applications-potentials, Materials Science and Engineering A 302, 1, 37-45 (2001).
• [2] B. Mordike, Creep-resistant magnesium alloys, Materials Science and Engineering A 324, 103-112 (2002).
• [3] G. Lorimer, P. Apps, H. Karimzadech, J. King, Improving the performance of Mg-Rare Earth alloys by the use of Gd or Dy additions. Materials Science Forum 419-422, 279-284 (2003).
• [4] Magnesium and Magnesium Alloys, ASM Speciality Handbook, ASM International 1999.
• [5] J. Adamiec, Weldability of the MSRB Magnesium Alloy, Solid State Phenomena 176, 107-118 (2011).
• [6] M. Bobby Kannan, W. Dietzel, C. Blawert, A. Atrens, P. Lyon, Stress corrosion cracking of rare-earth containing magnesium alloys ZE41, QE22 and Elektron 21 (EV31A) compared with AZ80, Materials Science and Engineering A 480, 529-539 (2008).
• [7] L. L. Rokhlin, The regularities in the Mg-rich parts of the phase diagrams, phase transformations and mechanical properties of magnesium alloys with individual rare earth metals, Archives of Metallurgy and Materials 52, 1, 5-11 (2007).
• [8] Yao-Bo Hu, Juan Deng, Chong Zhao, Fu-Sheng Pan, Jian Peng, Microstructure and mechanical properties of Mg-Gd-Zr alloys with low gadolinium contents, Journal of Material Science 46, 17, 5838-5846 (2011).
• [9] P. Lyon, T. Wilks, I. Syed, The Influence of Alloying Elements and Heat Treatment Upon the Properties of Elektron 21 (EV31A) Alloy, Magnesium Technology, 303-308 (2005).
• [10] L. Gill, G. W. Lorimer, P. Lyon, Microstructure &Property Relationships of Mg-RE-Zn-Zr Alloys, Proceedings of the DGM International Conference on Magnesium Alloys and their Applications, 2003.
• [11] T. Rzychoń, A. Kiełbus, J. Cwajna, J. Mizera, Microstructural stability and creep properties of die casting Mg-4Al-4REmagnesium alloy, Materials Characterization 60, 1107-1113 (2009).
• [12] T. Rzychoń, A. Kiełbus, M. Serba, The influence of pouring temperature on microstructure and fluidity of Elektron 21 and WE54 magnesium alloys, Archives Of Metallurgy And Materials 55, 1, 7-13 (2010).