The influence of solution treatment on the structure and mechanical and tribological properties of magnesium alloy WE54

• Autorzy: Barylski A. , Aniołek K. , Dworak M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ procesu przesycania na strukturę oraz właściwości mechaniczne i tribologiczne stopu magnezu WE54

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the influence of solution treatment on the mechanical and tribological properties of the WE54 magnesium alloy. The investigated alloy was solution treated at a temperature of 545^oC for 8 hours and cooled in ice water (0^oC), in room temperature water (20^oC), and in hot water (95^oC). Depending on the applied solution treatment parameters, a diversified decrease in hardness and Young's modulus was obtained. The lowest values of hardness H and modulus E were obtained when cooling in ice water. Abrasive wear of alloy WE54 was tested using a ball-on-disc tribometer (with a ZrO₂ ball). The tests have shown more than a threefold reduction in the volumetric wear and a twofold reduction in the linear wear, as well as favourable changes of the friction coefficient (a 20% decrease) as compared to the material in the as received condition.

PL

W pracy przedstawiono wpływ przesycania na właściwości mechaniczne i tribologiczne stopu magnezu WE54. Badany stop przesycano w temperaturze 545^oC, w czasie 8 h, z chłodzeniem w wodzie z lodem (0^oC), w wodzie o temperaturze pokojowej (20^oC) i w wodzie gorącej (95^oC). W zależności od zastosowanych parametrów procesu przesycania uzyskano zróżnicowany spadek twardości oraz modułu Younga. Najmniejsze wartości twardości H i modułu E uzyskano przy zastosowaniu chłodzenia w wodzie z lodem. Badania zużycia ściernego stopu WE54 przeprowadzono na tribometrze o skojarzeniu kula (ZrO₂) – tarcza. Wykazano ponad 3-krotne ograniczenie zużycia objętościowego i 2-krotne zmniejszenie zużycia liniowego, korzystne zmiany odnotowano także w przypadku współczynnika tarcia (spadek o 20%) w stosunku do materiału w stanie dostawy.

Słowa kluczowe

EN

WE54; solution treatment; mechanical properties; wear

PL

WE54; przesycanie; właściwości mechaniczne; zużycie

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 3
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Barylski A.

• Institute of Materials Science, Faculty of Computer Science and Materials Science, University of Silesia, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, Poland

autor

Aniołek K.

• Institute of Materials Science, Faculty of Computer Science and Materials Science, University of Silesia, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, Poland

autor

Dworak M.

• Institute of Materials Science, Faculty of Computer Science and Materials Science, University of Silesia, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, Poland

Bibliografia

• 1. Dziadoń A., Mola R., Magnez – kierunki kształtowania własności mechanicznych, Obr. Plast. Met. 4 (2013), 253-277.
• 2. Kainer K.U., Magnesium-Alloys and Technologies, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, KG a A, Weinheim, (2003).
• 3. Rzychoń T., Kiełbus A., Bierska-Piech B., Characterisation of betha phase in WE54 magnesium alloy, Sol. State Phen. 130 (2007), 155–158.
• 4. Li N., Zheng Y., Novel Magnesium Alloys Developed for Biomedical Application: A Review, J. Mater. Sci. Technol. 29 (2013) 489–502.
• 5. Li L., Gao J., Wang Y., Evaluation of cyto-toxicity and corrosion behavior of alkali-heat-treated magnesium in simulated body fluid, Surf. Coat. Technol. 185 (2004), 92–98.
• 6. Niinomi M, Recent metallic materials for biomedical applications, Met. and Mater. Trans. A. 33 (2002), 477–486.
• 7. Song G., Song S., A possible biodegradable magnesium implant material, Adv. Eng. Mater. 9 (2007), 298–302.
• 8. Rokhlin L.L., Magnesium Alloys Containing Rare Earth Metals: Structure and Properties, Taylor & Francis, (2003).
• 9. Liu M., Schmutz P., Uggowitzer P.J., Song G., Atrens A., The influence of yttrium (Y) on the corrosion of Mg–Y binary alloys. Corros. Sci. 52 (2010), 3687–3701.
• 10. Hort N., Huang Y., Fechner D., et.al., Magnesium alloys as implant materials –principles of property design for Mg-RE alloys, Acta Biomater. 6 (2010), 1714–1725.
• 11. Witte F., Kaese V., Haferkamp H., Switzer E., Meyer-Lindenberg A., Wirth C.J., Windhagen H., In vivo corrosion of four magnesium alloys and the associated bone response. Biomat. 26 (2005), 3557–3563.
• 12. Xu L., Zhang E., Yin D., Zeng S., Yang K., In vitro corrosion behaviour of Mg alloys in a phosphate buffered solution for bone implant application. J. Mater. Sci. Mater. Med. 19 (2008), 1017–1025.
• 13. Hanzi A.C., Gunde P., Schinhammer M., Uggowitzer P.J., On the bio-degradation performance of a Mg–Y–RE alloy with various surface conditions in simulated body fluid. Acta Biomater. 5 (2009) 162–171.
• 14. Smola B., Stulikova I., von Buch F., Mordike B.L., Structural aspects of high performance Mg alloys design, Mater. Sci. Eng. A 324 (2002), 113–117.
• 15. Oliver W.C., Pharr G.M., An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. J. of Mater. Res. 7 (1992) 1564–1583.
• 16. Czichos H., Becker S., Lexow J., Multilaboratory tribotesting: results from the VAMAS program on wear test methods, Wear 114 (1987), 109–130.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.