Microstructure of selected 7xxx series aluminum alloys obtained by semi-continuous casting

• Autorzy: Kwak Z. , Garbacz-Klempka A. , Perek-Nowak M.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2016.16

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura wybranych stopów aluminium otrzymanych na drodze półciągłego odlewania

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The study was conducted for two selected 7xxx series aluminum alloys according to PN-EN 573-3:2010 – Polish version. The analysis of ingots was carried out on 7003, 7003S and 7010, 7010K alloys with a similar ratio of zirconium content. Symbols S and K are our internal modifications, still compatible with the standard. The ingots were made by semi-continuous casting. Aluminum alloys of this series, with improved properties, are intended for plastic-processing. The aim of this publication is to show how the microstructure of ingots is being formed during semi-continuous casting. The chemical profiles of ingots were determined using optical emission spectroscopy. Chemical analysis in micro-areas with evaluation by scanning electron microscope SEM with EDS analyzer was performed and the distribution of chemical elements in the microstructures are also presented. An XRD detector was used to show specific phases in the alloys. The grains are formed in a particular way during crystallization. In the middle of the ingot – further away from the crystallizer – the grains are larger. Semi-continuous casting together with homogenization enables the production of ingots with uniform cross sections as can be seen in the paper.

PL

Badania prowadzono dla dwóch wybranych stopów aluminium serii 7xxx zgodnie z PN-EN 573-3:2010 – wersja polska. Ocenę wlewków prowadzono na stopach 7003, 7003S oraz 7010, 7010K o zbliżonej zawartości cyrkonu. Oznaczenia S i K to modyfikacja wewnętrzna, nadal zgodna z normą. Wlewki wykonane zostały na drodze odlewania półciągłego. Stopy aluminium tej serii, o podwyższonych właściwościach, przeznaczone są do przeróbki plastycznej. Celem publikacji jest pokazanie, w jaki sposób kształtuje się mikrostruktura wlewków podczas półciągłego odlewania. Profile chemiczne wlewków wykonano przy wykorzystaniu optycznej spektroskopii emisyjnej. Wykonano również badania mikrostruktury wraz z analizą składu chemicznego w mikroobszarach z wykorzystaniem mikroskopu skaningowego (SEM) z analizatorem EDS oraz zaprezentowano rozkład pierwiastków na mikrostrukturach. Do wskazania konkretnych faz w stopach zastosowano detektor XRD. Ziarna podczas krystalizacji wlewków kształtują się w charakterystyczny sposób. Średnica ziaren zwiększa się w kierunku środka wlewka, wraz z oddalaniem się od krystalizatora. Półciągłe odlewanie w połączeniu z homogenizacją umożliwia wykonanie wlewków o jednolitym przekroju poprzecznym, co zostało zaprezentowane w pracy.

Słowa kluczowe

EN

Al-Zn-Mg-Cu alloys; DC casting; quality of ingots; microstructure; micro-structural analysis with scanning electron microscope with included SEM-EDS; phase composition by X-Ray Diffraction (XRD)

PL

stopy Al-Zn-Mg-Cu; odlewanie półciągłe; jakość wlewków; mikrostruktura; skład fazowy badany dyfrakcją rentgenowską SEM-EDS; XRD

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 56, no. 3
• Strony: 221--232
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Kwak Z.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Garbacz-Klempka A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Perek-Nowak M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Kwak Z., S. Rzadkosz, A. Garbacz-Klempka, W. Krok. 2014. „Wpływ dodatków stopowych na mikrostrukturę i właściwości stopów serii 7xxx”. Archives of Foundry Engineering 14 (sp.is. 4) : 83‒88.
• 2. Kwak Z., A. Garbacz-Klempka. 2016. Wysokowytrzymałe stopy aluminium serii 7xxx kształtowane dodatkami stopowymi. W Monografia Tygiel 2016 (in print).
• 3. Kwak Z., S. Rzadkosz, A. Garbacz-Klempka, M. Perek-Nowak, W. Krok. 2015. „The properties of 7xxx series alloys formed by alloying additions”. Archives of Foundry Engineering 15 (2) : 59−64.
• 4. Eivani A.R., A. Zhou, J. Duszczyk. 2011. Microstructural evolution during the homogenization of Al-Zn-Mg aluminium alloys. W Recent Trends in Processing and Degradation of Aluminium Alloys, 477−516. Ed. Zaki Ahmad. Rijeka: InTech Europe. Downloaded from: http://www.intechopen.com/books/recenttrends-in-processing-and-degradation-ofaluminium-alloys/microstructural-evolution-duringthehomogenization- of-al-zn-mg-aluminum-alloys [access: 26.03.2016].
• 5. Suenger S., M. Kreissle, M. Kahnert, M.F. Zaeh. 2014. „Influence of Process Temperature on Hardness of Friction Stir Welded High Strength Aluminum Alloys for Aerospace Applications”. Procedia CIRP 24 : 120−124. DOI:10.1016/j.procir.2014.07.141.
• 6. Naeem H.T., K.S. Mohammad, K.R. Ahmad. 2014. „The Effect of Microalloying of Nickel. RRA Treatment on Microstructure and Mechanical Properties for High Strength Aluminum Alloy”. Advanced Materials Research 925 : 253−257. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.925.253.
• 7. Sawicki J., Ł. Kaczmarek, W. Staszewski, J. Zgraja, P. Kędzierski, R. Kaszewski. 2009. „Przesycanie grzaniem indukcyjnym stopu aluminium 7075”. Tribologia 6 : 103−110.
• 8. http://www.edinformatics.com/math_science/periodic_table_of_elements/aluminum.htm [access: 8.03.2016].
• 9. Eskin D.G. 2008. Physical metallurgy of direct chill casting of aluminium alloys. Boca Raton, London, New York : CRC Press Taylor & Francis Group.
• 10. Grandfield J.F., P.T. McGlade. 1996. „DC Casting of Aluminium: Process Behaviour and Technology”. Materials forum-rushcutters bay, 20 : 29−51. Downloaded from: http://www.thaiminhiejc.com/upload/files/casting1(1).pdf [access: 26.03.2016].
• 11. Sanders R.E., Jr. 2001. „Technology Innovation in Aluminum Products”. JOM 53 (2) : 21−25.