Structural and mechanical properties of Al-0.25Zr alloy obtained on the way of RS ribbons consolidation

• Autorzy: Tokarski T.

Warianty tytułu

PL

Badania strukturalne i mechaniczne stopu Al-0,25% mas. Zr uzyskanego metodą plastycznej konsolidacji szybko krystalizowanych taśm

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a study on Al-0,25 wt. % Zr alloy obtained in process of plastic consolidation of rapid solidified ribbons. In order to compare the results there was an aluminium of 1070 series extruded in the same conditions and studied as well. Main objective was to test a new material that could be used for transmission of energy in power lines. Strengthening mechanism by structure refinement was chosen due to its low influence on electrical conductivity. Zirconium was added in order to reduce grain size as well as to improve structure stability at elevated temperatures. Nevertheless the measurements carried out showed a 20% decrease of electrical conductivity. This effect can be attributed to complete dissolution of Zr addition in aluminium matrix what was confirmed by transmission electron microscopy investigation and EDX analysis. Mechanical properties were tested during tensile tests at room temperature. Three extrusion ratios were selected to compare its effect on mechanical properties. The difference between tensile strength of materials equalled to about 30% in the best case favouring the Al-Zr material. Strengthening of material was interpreted as a result of Zr dissolution in Al matrix and the presence of nanosize iron particles, while grain size in both materials was at about the same level.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych i mechanicznych stopu Al-0,25% mas. Zr, konsolidowanego w procesie wyciskania na gorąco szybko krystalizowanych taśm. Głównym zamierzeniem było przebadanie materiału pod kątem jego zastosowań na przewody energetyczne. Materiał taki musi posiadać jak największą przewodność elektryczną oraz wytrzymałość właściwą. Z zamysłem zachowania jak najlepszych parametrów elektrycznych i wytrzymałościowych zdecydowano się na umocnienie przez rozdrobnienie ziarna. Dla celów porównawczych wyciśnięto klasycznie odlewany materiał wykonany z przewodowego aluminium 1070. Badania przeprowadzone za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego z analizą EDX pokazały, że w strukturze brak jest wydzieleń Zr. Całkowite rozpuszczenie pierwiastka stopowego w osnowie spowodowało obniżenie przewodności materiału o 20%. Własności mechaniczne określone w próbie rozciągania dla rożnych stopni przerobu różniły się o 30% na korzyść stopu Al-Zr. Zgodnie z przeprowadzonymi badaniami wielkość ziarna w obydwu materiałach pozostaje na tym samym poziomie. Wyższe własności stopu Al-Zr wynikały z umocnienia roztworowego oraz występowania nanometrycznych faz żelazowych powstałych w momencie szybkiej krystalizacji materiału.

Słowa kluczowe

EN

AgSnBi powder; cyclic extrusion compression (CEC); microstructure; microhardness

PL

proszek AgSnBi; metoda cyklicznego wyciskania spęczającego CWS; mikrostruktura; mikrotwardość

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 546--549
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tokarski T.

• Wydział Metali Nieżelaznych, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] Knych T., Mamala A., Smyrak B.: Aluminium alloys for electrical power systems. Rudy Metale R49 (2004) 292-295.
• [2] Botcharova E., Frudenberger J., Schultz L.: Mechanical and electrical properties of mechanicaly alloyed nanocrystaline Cu-Nb alloys. Acta Materialia 54 (2006) 3333-3341.
• [3] Dybiec H.: Submikrostrukturalne stopy aluminium. Wydawnictwa AGH, Kraków (2008).
• [4] Hallem H., Rittle W. J., Forbord B., Marthinsen K.: Recrystallization resistance of extruded and cold rolled aluminum alloys with additions of Hf, Sc, and Zr. Mater. Sci. Forum 519-521 (2006) 525-530.
• [5] Cavaliere P., Cabibbo M.: Effect of Sc and Zr additions on the microstructure and fatigue properties of AA6106 produced by equal-channel-angular pressing. Materials characterization 59 (2008) 197-203.
• [6] Ohashi T., Ichikawa R.: Rapidly solidified Al-Zr alloys. Metall. Trans. Vol. 3 (1972) 2300-2302.
• [7] Kolar M., Ocenasek V., Uhlir J., Stulikova I., Smola B., Vlach M., Neubert V., Sperlink K.: Effect of Sc and Zr addition on microstructure and mechanical properties of conventional cast and P/M aluminum. Material Science Forum 567-568 (2008) 357-360.