Microstructure and properties of ball milled and hot compacted powder of 7055 aluminium alloy

• Autorzy: Lityńska-Dobrzyńska L. , Dutkiewicz J. , Maziarz W. , Góral A. , Rogal Ł. , Kanciruk A.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i własności prasowanego na gorąco proszku stopu aluminium 7055

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Elemental powders of the composition (in wt. %) Al - 8% Zn - 2% Mg - 2.3% Cu - 0.2% Zr (corresponding to AA 7055 commercial aluminium alloy) were ball milled in a planetary high-energy ball mill and then hot pressed in vacuum under 600 MPa pressure at 380°C. The effect of ball milling and hot pressing on the structure was investigated by means of X-ray diffraction measurements (XRD), light microscopy, analytical transmission electron microscopy (TEM) and high angle annular dark field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) combined with energy dispersive X-ray (EDX) microanalysis. Ball milling for 100 hours leads to homogenous, highly deformed microstructure of aluminium solid solution with grain size about 50 nm. Good quality samples without pores and cracks obtained by hot pressing composed of grains and subgrains of size of about 100 nm. Some recrystallized grains of size 0.5÷1 ~m were also observed. Two types of particles were identified: Zn, Mg and Cu rich particles of size up to 100 nm located between compacted particles of milled powder and fine, few nanometres large MgZn2 precipitates at grain or subgrain boundaries. Hot pressed powder showed Vickers microhardness of 275 HV (0.2 N). Ultimate compression strength of 700 MPa, compressive yield strength about 500 MPa and the Young's modulus 46.4 GPa were obtained in the compression test.

PL

Proszki czystych pierwiastków o składzie (w % mas.) Al - 8% Zn - 2% Mg - 2,3% Cu - 0,2% Zr (odpowiadającym komercyjnemu stopowi aluminium 7055) poddawano mieleniu w wysokoenergetycznym młynie kulowym, a następnie prasowano na gorąco w próżni pod ciśnieniem 600 MPa w temperaturze 380°C. Wpływ procesu mielenia oraz prasowania na gorąco na strukturę badano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), mikroskopii świetlnej, analitycznej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) oraz detekcji w ciemnym polu z obszaru kołowego elektronów rozproszonych pod dużym kątem w trybie skaningowym (HAADF-STEM) i mikroanalizy rentgenowskiej (EDX). Po 100 godzinach mielenia uzyskano jednorodną, silnie zdefektowaną mikrostrukturę roztworu stałego aluminium o wielkości ziarna około 50 nm. Otrzymane za pomocą prasowania na gorąco dobrej jakości wypraski zawierały głownie ziarna o wielkości około 100 nm przy niewielkim udziale zrekrystalizowanych ziaren o wielkościach 0,5÷1 ~m. Zidentyfikowano dwa typy cząstek: wzbogacone w Zn, Mg i Cu o wymiarach do 100 nm zlokalizowane pomiędzy sprasowanymi cząstkami mielonego proszku oraz drobne wydzielenia fazy MgZn2 o wymiarach kilku nanometrów na granicach ziaren oraz podziaren. Średnia mikrotwardość prasowanego proszku wynosiła 275 HV (0,2 N). Wyznaczona podczas prob ściskania granica wytrzymałości wynosiła 700 MPa, granica plastyczności około 500 MPa, a moduł Younga 46,4 GPa.

Słowa kluczowe

EN

Al-Zn-Mg-Cu; ball milling; hot compacting; XRT; TEM

PL

Al-Zn-Mg-Cu; mielenie kulowe; prasowanie na gorąco; XRT; TEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 506--506
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Lityńska-Dobrzyńska L.

autor

Dutkiewicz J.

autor

Maziarz W.

autor

Góral A.

autor

Rogal Ł.

autor

Kanciruk A.

• Institute of Metallurgy and Materials Science Polish Academy of Sciences, Cracow,

Bibliografia

• [1] Mondolfo L. F.: Aluminium Alloys: Structure and Properties. London, Butterworths (1976).
• [2] Palmear I. J.: Light Alloys: from traditional alloys to nanocrystals. Elsevier (2006).
• [3] Srivatsan T. S., Sriram S., Veeraraghavan D., Vasudevan V. K.: Microstructure, tensile deformation and fracture behaviour of aluminum alloy 7055. J. Mater. Sci. 32 (1997) 2883-2894.
• [4] Kusui J., Fujii K., Yokoe K., Yokote T., Osamura K., Kubota O., Okuda H.: Development of super-high strength Al-Zn-Mg-Cu P/M alloys. Mater. Sci. Forum 217-222 (1996) 1823-1828.
• [5] Kendig K. L., Miracle D. B.: Strengthening mechanisms of an Al-Mg-Sc- Zr alloy. Acta mater. 50 (2002) 4165-4175.
• [6] Suryanarayana C.: Mechanical alloying and milling. Progress Mater. Sci. 46 (2001) 1-184.
• [7] Sameljuk A. V., Neikov O. D., Krajnikov A. V., Milman Yu. V., Thompson G. E., Zhou X.: Effect of rapid solidification on the microstructure and corrosion behaviour of Al-Zn-Mg based material. Corrosion Science 49 (2007) 276-286.
• [8] Oliver W. C., Pharr G. M.: J. Mater.Res. 7 (1992) 1562-1568.
• [9] Alloy 7055-T7751 technical sheet, www.millproducts.alcoa.com .