Evaluation of susceptibility to hot cracking of magnesium alloy joints in variable stiffness condition

• Autorzy: Kierzek A. , Adamiec J.

Warianty tytułu

PL

Ocena skłonności do pękania gorącego spoin naprawczych odlewów ze stopów magnezu w warunkach zmiennej sztywności

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Magnesium alloys, due to their low density and advantageous resistance properties, are being increasingly used in automotive and aircraft industries. It is connected with the desire for vehicles mass lowering and fuel consumption decreasing. One of the development directions of magnesium alloys is the increase of creep resistance, which allows for usage at higher temperatures. The following property is possible to acquire thanks to alloy additions such as: rare-earth elements and zirconium. Almost 90% of used magnesium alloys are casting alloys: precision castings are most frequently used in automotive industry and gravity ones in aircraft industry. After the process of casting, some defects can be visible in the material, e.g. misruns or microshrinkages, but they are repaired with the use of overlay welding and other welding techniques. The main criteria of magnesium alloys weldability assessment is their susceptibility to hot cracking, which constitute the greatest difficulty during welding, and their overlay welding capacity. This paper presents the evaluation of the influence of technological factors on magnesium alloys susceptibility to hot cracking. For that purpose, several tests of joint welding in variable stiffness conditions (Houldcroft test) and metallographic examination had been made. The examination was carried out on three magnesium alloys suitable to work at elevated temperatures: ZRE1, WE43 and MSRB and, for comparison, on the most frequently used for gravity castings - AZ91 alloy, in cast state and for two alternatives of heat treatment.

PL

Stopy magnezu, dzięki swojej niskiej gęstości i korzystnym właściwościom wytrzymałościowym znajdują coraz większe zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Jest to związane z dążeniem do obniżenia masy pojazdów oraz ze zmniejszeniem zużycia paliwa. Jednym z kierunków rozwoju stopów magnezu jest zwiększenie odporności na pełzanie, co umożliwi stosowanie wyższych temperatur eksploatacji. Właściwość tę uzyskuje się poprzez dodatki stopowe takie jak: pierwiastki ziem rzadkich oraz cyrkon. Prawie 90% stosowanych stopów magnezu to stopy odlewnicze, po procesie odlewania w materiale mogą pojawić się niedolania i rzadzizny. Wady te naprawiane są z zastosowaniem technik napawania i spawania. W trakcie spawania stopów magnezu wykazują one skłonność do pękania na gorąco. Pęknięcia gorące powstają w zakresie kruchości wysokotemperaturowej. Dlatego też głównym kryterium oceny spawalności stopów magnezu jest ich skłonność do pękania na gorąco. W pracy przedstawiono ocenę wpływu czynników technologicznych na skłonność do pękania gorącego stopów magnezu. W tym celu przeprowadzono prý spawania w warunkach zmiennej sztywności złącza oraz wykonano badania metalograficzne. Próbę Houldcrofta wykonano na popularnym stopie AZ91 z dodatkiem cynku i aluminium oraz stopach o zwiększonej odporności na pełzanie: ZRE1, WE43 oraz MSRB, dla dwóch wariantów obróbki cieplnej oraz w stanie lanym.

Słowa kluczowe

EN

weldability of magnesium alloy; brittleness temperature range; hot cracking; repair casting; Houldcroft test

PL

spawalność stopu magnezu; temperatura kruchości; pękanie gorące; spoiny naprawcze; próba Houldcrofta

• 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: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 3
• Strony: 759--767
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys. tab.

Twórcy

autor

Kierzek A.

autor

Adamiec J.

• Department of Materials Science, Faculty of Materials Science and Metallurgy, Silesian University of Technology, 40-019 Katowice, 8 Krasińskiego Str., Poland

Bibliografia

• [1] E. Aghion, B. Bronfin, D. Eliezer, The role of magnesium industry in protecting the environment, Journal of Materials Processing Technology 117, 381-385 (2001).
• [2] H. E. Friedrich, B. L. Mordike, Magnesium Technology: metallurgy, design, data, applications, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006.
• [3] J. Adamiec, A. Kierzek, Influence of heat treatment on susceptibility to hot cracking of magnesium alloy EN-MCMgRE3Zn2Zr, Archives of Metallurgy and Materials 55, 1 (2010).
• [4] J. Tasak, A. Ziewiec, Spawalność materiałów konstrukcyjnych, tom1 Spawalność stali, Wydawnictwo JAK, 2009.
• [5] H. Herold, A. Pchenikov, M. Steitenberger, Influence of deformation rate of different test on hot cracking formation, Bollinghaus T., Herold H. Hot cracking phenomena in welds II, Springer, 328-346 (2005).
• [6] Ploshikhin V., Prikhodovsky i in.: Integrated mechanical-metallurgical approach to modeling of solidification cracking in welds, Bollinghaus T., Herold H. Hot cracking phenomena in welds, Springer, 223-244 (2005).