Microstructure and Plasticity of Hot Deformed 5083 Aluminum Alloy Produced by Rapid Solidification and Hot Extrusion

• Autorzy: Tokarski T. , Wzorek Ł. , Dybiec H.

Warianty tytułu

PL

Badania mikrostruktury i plastyczności odkształcanego na gorąco szybko-krystalizowanego i wyciskanego stopu aluminium 5083

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of the present study is to analyze the mechanical properties and thermal stability for rapidly solidified and extruded 5083 aluminum alloy (RS). Compression tests were performed in order to estimate flow stress and strain rate sensitivity relation for 5083 alloy in the temperature range of 20°C to 450°C. For the comparison purposes, conventionally cast and extruded industrial material (IM) was studied as well. Deformation tests performed at room temperature conditions show that rapidly solidified material exhibits about 40% higher yield stress (YS=320 MPa) than conventionally cast material (YS=180 MPa), while the deformation at 450°C results in significant decrease of flow stress parameters for RS material (YS=20 MPa) in comparison to IM material (YS=40 MPa). Strain rate sensitivity parameter determined for high temperature conditions indicates superplasticity behavior of RS material. Structural observations show that under conditions of high-temperature deformation there are no operating recrystallization mechanisms. In general, grain size below 1μm and size of reinforcing phases below 50 nm is preserved within the used deformation temperature range.

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie własności mechanicznych oraz stabilności termicznej szybkokrystalizowanego a następnie wyciskanego stopu aluminium 5083. Testy ściskania przeprowadzone w zakresie temperatur od 20°C do 450°C przy dwóch różnych prędkościach odkształcenia pozwoliły na wyznaczenie charakterystyk naprężenia płynięcia materiału oraz jego czułości na prędkość odkształcenia w funkcji temperatury. Wyniki odniesiono do wyciskanego w identycznych warunkach, konwencjonalnie odlewanego materiału (IM - industrial material) o tym samym składzie chemicznym. Uzyskane dane wskazują, ze szybkokrystalizowany materiał posiada w temperaturze pokojowej ok. 40% wyższa granice plastyczności wynosząca 320 MPa w stosunku do materiału odlewanego - 180 MPa. Natomiast w najwyższej temperaturze deformacji naprężenie uplastyczniające stopu RS jest dwukrotnie niższe niż dla materiału IM (40 MPa dla materiału odlewanego w porównaniu z 20 MPa dla materiału szybko krystalizowanego). Wyznaczony w najwyższej temperaturze parametr czułości na prędkość odkształcenia dla stopu RS (Rapid Solidification) osiąga wartości zbliżone do 0,3 co wskazuje na nadplastyczność tego materiału. Przeprowadzone badania elektrono-mikroskopowe wskazują na brak aktywnych mechanizmów odbudowy struktury. Zarówno wielkość ziarna w materiale RS będąca na poziomie poniżej 1μm jak i wielkość faz umacniających nie przekraczających 50 nm nie ulegała zmianie w całym zakresie stosowanych temperatur.

Słowa kluczowe

EN

rapid solidification; Al-Mg alloy; thermal stability; superplasticity

• 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: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 4
• Strony: 1253--1259
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tokarski T.

autor

Wzorek Ł.

autor

Dybiec H.

• AGH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF NON-FERROUS METALS, 30-059 KRAKÓW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] C.B. Fuller, A.R. Krause, D.C. Dunand, D.N. Seidman, Mater. Sci. Eng. A 338, 8-16 (2002).
• [2] M. Song, Z. Wu, Y. He, Mater. Sci. Eng. A 497, 519-523 (2008).
• [3] P. Bazarnik, M. Lewandowska, M. Andrzejczuk, K.J. Kurzydlowski, Mater. Sci. Eng. A 556, 134-139 (2012).
• [4] V.L. Tellkamp, E.J. Lavernia, Nanostruct. Mater. 12, 249-252 (1999).
• [5] V.V. Stolyarov, R. Lapovok, J. Alloy. Compd. 378, 233-236 (2004).
• [6] V. Markushev, C.C. Bampton, M.Yu. Murashkin, D.A. Hardwick, Mater. Sci. Eng. A 234-236, 927-931 (1997).
• [7] R.Z. Valiev, I.V. Alexandrov, N.A. Enikeev, M.Yu. Murashkin, and I.P. Semenova, Rev. Adv. Mater. Sci. 25, 1-10 (2010).
• [8] H. Dybiec, Arch. Metall. Mater. 52 (2007).
• [9] M. Kawasaki, N. Balasubramanian, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A 528, 6624-6629 (2011).
• [10] N. Kumar, R.S. Mishra, Mater. Charact. 74, 1-10 (2012).
• [11] R. Kaibyshev, F. Musin, D.R. Lesuer, T.G. Nieh, Mater. Sci. Eng. A 342, 169-177 (2003).
• [12] D.H. Bae, A.K. Ghosh, Acta Mater. 48, 1207-1224 (2000).
• [13] R. Verma, A.K. Ghosh, S. Kimb, C. Kimb, Mater. Sci. Eng. A 191, 143-150 (1995).
• [14] T.G. Nieh, L.M. Hsiung, J. Wadsworth, R. Kaibyshev, Acta Mater. 46, 2789-2800 (1988).
• [15] F.C. Liu, Z.Y. Ma, Mater. Sci. Eng. A 530, 548-558 (2011).
• [16] S.-W. Lee, J.-W. Yeh, Mater. Sci. Eng. A 460-461, 409-419 (2007).
• [17] P. Bazarnik, M. Lewandowska, K.J. Kurzydłowski, Arch. Metall. Mater, 57, 869-876 (2012).