Effect of rapid solidification on the structure and mechanical properties of Al-4Fe-4Ni alloy

• Autorzy: Kula A. , Blaz L. , Sugamata M. , Wloch G.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of rapid solidification on mechanical properties and microstructure of the Al-based ternary alloys has been investigated. Experiments were performed on rapidly solidified (RS) flakes manufactured from Al-4Fe-4Ni alloy by means of gas atomizing of the molten alloy and rapid quenching on rotating water cooled copper roll. As received flakes were consolidated to the bulk PM material by cold pressing, vacuum degassing and hot extrusion. Finally, rods of 7 mm in diameter were received using cross-section reduction ratio of & = 25. For comparison purposes, the conventionally cast and hot extruded Al-4Fe-4Ni alloy was studied as well. Mechanical properties of as extruded materials were examined by compression tests at 293÷823 K at constant strain rate of 5?10-3 s-1. Relatively high strength of as-extruded PM material was accompanied by high ductility of samples deformed by compression. Structural observations confirmed the possibility of minimizing the coarsening of intermetallic compounds by RS process, however some inhomogeneity of distribution of fine transition metal compounds was observed. Nevertheless, it was considered that dispersion of intermetallic compounds was contributing the microhardness and strength increase in the rapidly solidified Al-4Fe-4Ni alloy.

PL

W pracy przedstawiono wpływ szybkiej krystalizacji na strukturę i własności trójskładnikowych stopów na bazie aluminium. Prace eksperymentalne przeprowadzono na szybko krystalizowanych płatkach wykonanych ze stopu Al-4Fe-4Ni. Proces konsolidacji prowadzono przez prasowanie na zimno, próżniowe odgazowanie oraz wyciskanie na gorąco ze stopniem redukcji przekroju 25, uzyskując pręty o średnicy 7 mm. W celach porównawczych badania przeprowadzono również dla stopu Al-4Fe-4Ni wyciśniętego z materiału przemysłowego, wykonanego za pomocą konwencjonalnych metod metalurgiczno-przetwórczych. Własności mechaniczne określono na podstawie próby ściskania przeprowadzonej w zakresie temperatury 293÷823 K przy stałej prędkości odkształcania 5?10-3 s-1. Z badań tych wynika, że materiały proszkowe skonsolidowane na drodze wyciskania charakteryzują się wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi przy zachowaniu dobrej plastyczności. Obserwacje mikrostrukturalne potwierdzają, że proces szybkiej krystalizacji minimalizuje rozrost ziaren faz międzymetalicznych, przy czym stwierdzono zauważalną niejednorodność w rozmieszczeniu wydzieleń. Niemniej jednak charakterystyczna morfologia wydzieleń uzyskana wskutek szybkiej krystalizacji i chłodzenia przyczynia się do wzrostu twardości i wytrzymałości stopu Al-4Fe-4Ni.

Słowa kluczowe

EN

Al-4Fe-4Ni alloy; rapid solidification; mechanical properties

PL

stop Al-4Fe-4Ni; szybka krystalizacja; własności mechaniczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 550--553
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kula A.

autor

Blaz L.

autor

Sugamata M.

autor

Wloch G.

• Faculty of Non-Ferrous Metals, AGH-University of Science and Technology, Kraków,

Bibliografia

• [1] Zhao H., Yao J., Ma Y., Xu H.: Damping behaviour of the high strength aluminum alloy prepared by rapid solidification and powder metallurgy process. Materials Science Forum 475-479 (2005) 2599-2602.
• [2] Han Y., Shu D., Jin L., Wang J., Sun B.: Microstructure and grain refining performance of a rapidly solidified Al-5Ti-1B master alloy. Materials Science Forum 546-549 (2007) 755-760.
• [3] Ayer R., Koo J. Y., Steads J. W., Park B. K.: Microanalytical study of the heterogeneous phases in commercial Al-Zn-Mg-Cu alloys. Metallurgical Transaction 16A (1985) 1925-1936.
• [4] Sugamata M., Kaneko J., Kimura N.: Structure and properties of rapidly solidified P/M samples of Al-Mn-Cr alloys. Materials Science Forum 416- 418 (2003) 359-368.
• [5] Sugamata M., Kaneko J., Fujii H., Kubota M.: Effect of Mg addition on the structure and mechanical properties of rapidly solidified Al-transition metal alloys. Materials Science Forum 331-337 (2000) 1157-1162.
• [6] Chowdhury A. J. S., Sheppard T.: Characteristics of an Al-7Fe-2Mo alloy prepared from RS powders. Materials Science Forum 38-39 (1990) 263-276.
• [7] Skinner D. J., Okazaki K.: High strength Al-Fe-V alloys at elevated temperatures produced by rapid quenching from the melt. Scripta Metallurgica 18 (1984) 905-909.
• [8] Sugamata M. and coworkers – to be published.