Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure of cast MgBi6X0.5 (X = Ca, Mn, Zn) alloys in peak-aged condition

Gryc Adam, Dybowski Bartłomiej, Jarosz Robert, Kiełbus Andrzej

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 3

23--28

EN

Cast magnesium alloys are characterised by the lowest density among commercially used structural metals. They are applied mainly in the transportation industry and small, lightweight electronic devices. Due to the low operating temperature of the most widely used alloys from the Mg-Al system, alloys containing rare earth elements with the maximum working temperature reaching 300°C have been developed. However, these alloys are extremely expensive due to the low availability of RE elements. The Mg-Bi system is a promising candidate for the new magnesium-based alloys, as it reveals limited solubility of Bi in Mg enabling precipitation hardening and a high melting point of the Mg3Bi2 phase. The paper presents the results of the analysis of MgBi6 and MgBi6X0.5 (X = Ca, Mn, Zn) alloys’ microstructure in the peak-aged condition. The microstructure of the analysed alloys in the as-cast condition consists of α-Mg solid solution dendrites and Mg3Bi2+α-Mg eutectic compound. Solutionising conducted at 525°C for 8 h, followed by water quenching leads to the dissolution of the intermetallic phases in all of the investigated alloys apart of the MgBi6Ca0.5 alloy. In this case, fine intermetallic phases containing Mg, Bi, and Ca have been found after solutionising. The ageing of the alloys at 200°C results in peak hardness after 120-44 h. The heat treatment leads to the formation of fine strengthening phases within the α-Mg solid solution, characterised by a variety of morphologies -needle, platelet- or lathlike and cuboid. The needle- and platelet- or lathlike phases are found in two sizes -large, with length reaching hundreds of nanometres, and smaller, not exceeding 100 nm. Cuboid particles are found with sizes not higher than 100 nm. The addition of Mn and Zn increases precipitate volume fraction after the heat treatment. Additionally, in the case of the MgBi6Zn0.5 alloy, particles forming an angle of 120° were found, which indicates their presence at the prismatic planes of α-Mg HCP crystal lattice.

PL

Odlewnicze stopy magnezu charakteryzują się najniższą gęstością wśród wszystkich komercyjnie stosowanych stopów konstrukcyjnych. Znajdują zastosowanie głównie w przemyśle transportowym oraz małych, lekkich urządzeniach elektronicznych. Z uwagi na niską temperaturę eksploatacji najpowszechniej stosowanych stopów z układu Mg-Al, opracowano stopy, zawierające pierwiastki ziem rzadkich, znajdujące zastosowanie w temperaturach do 300°C. Jednak stopy z tej grupy są niezwykle drogie, z uwagi na ograniczoną dostępność pierwiastków ziem rzadkich. Obiecującą alternatywę stanowią stopy z układu Mg-Bi, który z uwagi na ograniczoną rozpuszczalność bizmutu w magnezie oraz wysoką temperaturę topnienia fazy Mg3Bi2 umożliwia ich umocnienie na drodze utwardzania wydzieleniowego. W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury stopów MgBi6 oraz MgBi6X (X = Ca, Mn, Zn) po starzeniu. Mikrostruktura badanych stopów w stanie lanym składa się z dendrytów roztworu stałego α-Mg oraz mieszaniny eutektycznej Mg3Bi2+α-Mg. Przesycanie, przeprowadzone w temperaturze 525°C przez 8 h z chłodzeniem w wodzie doprowadziło do rozpuszczenia faz międzymetalicznych we wszystkich badanych stopach, z wyjątkiem stopu MgBi6Ca0,5. W jego przypadku po przesycaniu zidentyfikowano w strukturze drobne fazy międzymetaliczne, zawierające Mg, Bi i Ca. Maksymalną twardość stopów po starzeniu w temperaturze 200°C osiągnięto po 120÷144 h. Zastosowana obróbka cieplna doprowadziła do utworzenia się wewnątrz ziaren roztworu stałego α-Mg drobnych faz umacniających o zróżnicowanej morfologii -od iglastej, przez płytkową, po prostopadłościenną. Zaobserwowano dwa typy wydzieleń iglastych i płytkowych -większe, o długości rzędu kilkuset nanometrów oraz mniejsze, nieprzekraczające 100 nm długości. Wydzielenia prostopadłościenne charakteryzowały się rozmiarami, nieprzekraczającymi 100 nm. Dodatek Mn oraz Zn spowodował wzrost udziału objętościowego wydzieleń po obróbce cieplnej. Dodatkowo, w przypadku stopu MgBi6Zn1,5, wydzielenia tworzyły kąt 120°C, co wskazuje na ich obecność na płaszczyznach pryzmatycznych komórki elementarnej α-Mg.

2

Elektrolityczne utlenianie plazmowe stopu magnezu AZ91D

Nawrat G., Wierzbińska M., Misztal A., Gonet M., Lach G., Nieużyła Ł., Koszorek A., Nowak P.

Ochrona przed Korozją

|

2017

|

nr 5

131--135

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytwarzania powłok tlenkowych na stopie magnezu AZ91D przy zastosowaniu metody elektrolitycznego utleniania plazmowego (PEO) w roztworze krzemianu sodu. Określono morfologię, skład chemiczny, grubość i chropowatość otrzymanych powłok oraz odporność korozyjną modyfikowanego powierzchniowo stopu magnezu. Wykazano pozytywny wpływ obecności fluoru w powłoce na odporność korozyjną próbek pokrytych takimi powłokami.

EN

This paper presents the results of the investigations on the preparation of the oxide coatings on magnesium alloy AZ91D with the application of the plasma electrolytic oxidation (PEO) method, in the sodium silicate solution. Coatings were characterized by investigating their morphology, chemical composition, thickness and roughness, as well as the corrosion resistivity of the surface modified alloy. The positive influence of the presence of fluoride in the oxide layer on the corrosion resistance of the alloy samples was demonstrated.

3

Utlenianie mikroplazmowe prądem impulsowym stopu magnezu AZ91D

Nawrat G., Pasterczyk L., Krząkała A., Wieczorek T., Nieużyła Ł., Maciej A., Drajewicz M.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 5

157--163

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem powłok konwersyjnych na stopie magnezu AZ91D metodą elektrolitycznego utleniania plazmowego w alkalicznym roztworze krzemianu sodu. Przedstawiono zasadę działania stosowanego zasilacza impulsowego oraz wyniki badań wpływu modulacji prądu na fizykochemiczne właściwości otrzymanej warstwy tlenkowej.

EN

In this work results of investigations of conversion coatings obtaining on magnesium alloy AZ91D by plasma electrolytic oxidation (PEO) method in sodium silicate solution, are presented. The principles of used power supply functioning and the results of studies on influence of current modulation on physicochemical properties of the oxide layer are shown.

4

The Influence of Strontium on the Microstructure of Cast Magnesium Alloys Containing Aluminum and Calcium

Rzychoń T., Dybowski B., Kiełbus A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

167--170

EN

The structure of Mg-9Al-2Ca-xSr alloys is composed of a-Mg grains and the Al2Ca and Al4 Sr phases in the interdendritic areas. These phases are formed as a result of eutectic reactions. Globular particles of the Al8Mn5 phase are observed within the interior of the grains. The addition of strontium to Mg-9Al-2Ca-0.4Mn alloys causes the formation of the Al4Sr phase and increase of its volume fraction with increasing strontium levels. Moreover, increase of the strontium amount causes a decrease of aluminum content in the a-Mg solid solution.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu strontu na mikrostrukturę odlewniczych stopów magnezu zawierających aluminium i wapń. Jakościową analizę fazową przeprowadzono za pomocą rentgenowskiej analizy fazowej i metody EBSD. Do ilościowej analizy fazowej zastosowano metody analizy obrazu. Po odlewaniu mikrostruktura stopów zawierających 9% mas. aluminium, 2% mas. wapnia, 0,3% mas. strontu i 0,4% mas. manganu składa się z roztworu stałego α-Mg oraz wydzieleń faz międzymetalicznych Al2Ca, Al4Sr i Al8Mn5. Zwiększenie zawartości strontu do 2% mas. powoduje zwiększenie udziału objętościowego fazy Al4Sr i zmniejszenie stężenia aluminium w roztworze stałym α-Mg.

5

Mechanical Properties of WE43 Magnesium Alloy Joint at Elevated Temperature

Turowska A., Adamiec J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2695--2702

EN

The WE43 cast magnesium alloy, containing yttrium and rare earth elements, remains stable at temperatures up to 300°C, according to the manufacturer, and therefore it is considered for a possible application in the aerospace and automotive. Usually, it is cast gravitationally into sand moulds and used for large-size castings that find application in the aerospace industry. After the casting process any possible defects that might appear in the casting are repaired with the application of welding techniques. These techniques also find application in renovation of the used cast elements and in the process of joining the cast parts into complex structures. An important factor determining the validity of the application of welding techniques for repairing or joining cast magnesium alloys is the structural stability and the stability of the properties of the joint in operating conditions. In the literature of the subject are information on the properties of the WE43 alloy or an impact of heat treatment on the structure and properties of the alloy, however, there is a lack of information concerning the welded joints produced from this alloy. This paper has been focused on the analysis the microstructure of the welded joints and their mechanical properties at elevated temperatures. To do this, tensile tests at temperatures ranging from 20°C to 300°C were performed. The tests showed, that up to the temperature of 150°C the crack occurred in the base material, whereas above this temperature level the rapture occurred within the weld. The loss of cohesion resulted from the nucleation of voids on grain boundaries and their formation into the main crack. The strength of the joints ranged from 150 MPa to 235 MPa, i.e. around 90 % of strength of the WE43 alloy after heat treatment (T6). Also performed a profilometric examination was to establish the shape of the fracture and to analyze how the temperature affected a contribution of phases in the process of cracking. It was found that the contribution of intermetallic phases in the process of cracking was three times lower for cracks located in the area of the weld.

PL

Odlewniczy stop magnezu z itrem oraz innymi pierwiastkami ziem rzadkich WE43 może pracować wg producenta do temperatury 300°C, co czyni go stopem o dużej perspektywie rozwoju w zastosowaniach w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Najczęściej odlewany jest grawitacyjnie do form piaskowych i przeznaczony jest na odlewy wielkogabarytowe dla lotnictwa. Po procesie odlewania w odlewach mogą pojawić się wady, które naprawia się z zastosowaniem technologii spawalniczych. Technologie spawalnicze stosuję się również do regeneracji zużytych odlewów oraz do łączenia odlewów w konstrukcje. Istotnym czynnikiem decydującym o zasadności stosowania technologii spawalniczych do naprawy lub łączenia odlewów ze stopów magnezu jest stabilność strukturalna i stabilność właściwości złącza w warunkach eksploatacji. W literaturze można znaleźć informacje na temat właściwości stopu WE43, wpływu obróbki cieplnej na strukturę i właściwości, brak jest natomiast tych danych dla złączy spawanych. W pracy zbadano mikrostrukturę złączy oraz ich właściwości mechaniczne w podwyższonych temperaturach. W tym celu wykonano statyczną próbę rozciągania w zakresie temperatur od 20°C do 300°C. Stwierdzono, że zniszczenie do temperatury 150° C następuje w materiale rodzimym, a powyżej tej temperatury w spoinie. Utrata spójności jest wynikiem powstawania pustek w miejscach styku kryształów i ich łączenia się w pęknięcie główne. Wytrzymałość złączy była na poziomie od 150 MPa do 235 MPa, tj. ok. 90 % wytrzymałości stopu WE43 po obróbce cieplnej (T6). Dodatkowo wykonano badania profilometryczne mające na celu ustalenie kształtu przełomu oraz zbadanie wpływu temperatury na udział faz w procesie pękania. Stwierdzono, że udział faz międzymetalicznych w procesie pękania jest trzykrotnie mniejszy dla pęknięć, które są w obszarze spoiny.

6

Analysis of Crystallisation Process of Cast Magnesium Alloys Based on Thermal Derivative Analysis

Król M., Tański T., Matula G., Snopiński P., Tomiczek A. E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2993--3000

EN

The paper presents the results of the crystallisation process of cast magnesium alloys based on the thermal-derivation analysis. The effects of aluminium content and cooling rate on the characteristic parameters of the evaluation of magnesium dendrites during solidification at different cooling rates were investigated by thermal-derivative analysis (TDA). Dendrite coherency point (DCP) is defined with a new approach based on the second derivative cooling curve. Solidification behaviour was evaluated via one thermocouple thermal analysis method. Microstructural evaluations were characterised by light microscope, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. This research revealed that utilisation of d2T/dt2 versus the time curve methodology allows for analysis of the dendrite coherency point.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań opisu procesu krystalizacji odlewniczych stopów magnezu w oparciu o analizę termiczno-derywacyjną. Przedstawiono wpływ szybkości chłodzenia oraz stężenia aluminium na charakterystyczne temperatury podczas krystalizacji, jak również wyniki obliczeń udziału frakcji stałej w punkcie koherencji fazy α w oparciu o analizę krzywej d2T/dt2, bazując na pomiarze temperatury jedną termoparą. Przedstawiono i omówiono wyniki wpływu szybkości chłodzenia na charakterystyczne temperatury procesu krystalizacji odlewniczych stopów magnezu. Wpływu założonych szybkości chłodzenia na mikrostrukturę dokonano w oparciu o wyniki badań z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej oraz mikroanalizy rentgenowskiej jakościowej i ilościowej z wykorzystaniem elektronowej mikroskopii skaningowej. Przedstawiono wyniki badań składu fazowego w oparciu o rentgenowską jakościową analizę fazową.

7

Technology of Repairing QE22 Alloy Casts

Turowska A., Adamiec J., Rzychoń T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

667--673

EN

Hot cracking is one of the main problems involved in the casting of magnesium alloys and their joining by means of welding. Despite many research done, this type of cracking still constitutes a major problem in industrial practice. The present paper describes the impact of metallurgical, structural and technological factors on the susceptibility of the QE22 alloy to hot cracking of the repaired joints. A technology of repairing the QE22 alloy casts by means of welding and pad welding, was developed. The technology meets the qualification requirements according to EN 15614-4.

PL

Pękanie gorące jest jednym z głównych problemów odlewania stopów magnezu oraz ich łączenia przez spawanie. Pomimo licznych badań, w praktyce przemysłowej ten rodzaj pękania nadal stanowi istotny problem. W pracy przedstawiono wpływ czynników metalurgicznych, konstrukcyjnych i technologicznych na skłonność stopu QE22 do pękania gorącego złączy naprawczych. Opracowano technologie naprawy odlewów ze stopu QE22 za pomocą spawania i napawania spełniającą warunki kwalifikowania technologii wg EN 15614-4.

8

Microstructure and Creep Resistance of Mg-Al-Ca-Sr Alloys

Rzychoń T., Adamczyk-Cieślak B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

329--334

EN

Microstructure and creep properties of cast Mg-Al-Ca-Sr alloys have been investigated. The microstructure was characterized using light microscopy, scanning and transmission electron microscopy. Phase identification was made by EBSD technique and by SAED analysis. The measurement of volume fraction of intermetallic phases was performed using quantitative metallography. Creep tests were performed at 180°C and at applied stress between 45 and 90 MPa. Microstructure of tested alloys composed of α-Mg grains and intermetallic compounds in the interdendritic regions. It was found that the addition of calcium and strontium improves creep resistance at 180°C.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i odporności na pełzanie odlewniczych stopów magnezu Mg-Al-Ca-Sr. Mikrostrukturę badano metodami mikroskopii świetlnej, skaningowej i elektronowej transmisyjnej. Identyfikacji faz dokonano metodami EBSD i dyfrakcji elektronów (TEM). Pomiar udziałów objętościowych faz dokonano za pomocą metalografii ilościowej. Badania odporności na pełzanie przeprowadzono w temperaturze 180°C przez 100 h. Mikrostruktura badanych stopów składa się z ziaren roztworu stałego α-Mg i faz międzymetalicznych w przestrzeniach międzydendrytycznych. Stwierdzono, że dodatek wapnia i strontu poprawia odporność na pełzanie w temperaturze 180°C.

9

Utlenianie plazmowe stopu magnezu AZ91D prądem impulsowym

Nawrat G., Wierzbińska M., Gilewska M., Wieczorek T., Nieużyła Ł., Maciej A., Krząkała A., Gnot W.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 11

483--489

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wytwarzaniem powłok konwersyjnych na stopie magnezu AZ91D przy zastosowaniu metody elektrolitycznego utleniania plazmowego (PEO) w alkalicznym roztworze krzemianu sodu z zastosowaniem prądu impulsowego. Przeprowadzone badania dotyczą wpływu dodatku czteroboranu sodu do kąpieli i częstotliwości prądu impulsowego na morfologię i chropowatość powierzchni, skład chemiczny i grubość powłok oraz na odporność korozyjną próbek stopu magnezu z nałożoną powłoką tlenkową określaną metodami elektrochemicznymi, w teście zanurzeniowym i w komorze solnej w środowisku chlorku sodu.

EN

In this work the results of investigations on conversion coating obtaining on AZ91D magnesium alloy by impulse current electrochemical plasma oxidation (PEO) in sodium silicate solution are presented. The influence of addition of sodium tetraborate to the bath and frequency of impulse current on morphology, roughness chemical composition and thickness of obtained layers was determined as well as on the corrosion resistance samples with oxide layer determined by electrochemical method, immersion test and salt spray chamber test in the environment of sodium chloride fog.

10

Elektrolityczne utlenianie plazmowe stopu magnezu AZ91D

Nawrat G., Wierzbińska M., Nieużyła Ł., Krząkała A., Wieczorek T., Maciej A., Gnot W.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 5

235--242

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące wytwarzania powłok konwersyjnych na stopie magnezu AZ91D przy zastosowaniu metody elektrolitycznego utleniania plazmowego (PEO) w roztworze krzemianu sodu. Przedstawiono morfologię i skład chemiczny otrzymanych powłok, określono wgłębność roztworu na podstawie rozkładu grubości wytworzonych powłok, mikrotwardość powłok i odporność korozyjną próbek modyfikowanego powierzchniowo stopu magnezu.

EN

In this work results of conversion coatings on the AZ91D magnesium alloy obtaining by plasma electrolytic oxidation in alkaline sodium silicate solution are presented. Morphology and chemical composition of obtained coatings as well as throwing on the base of thickness measurements of formed layers, thickness, hardness and corrosion resistance were examined.

11

Microstructure and properties of friction stir butt-welded magnesium casting alloys

Miara D., Pietras A., Mroczka K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

749-758

EN

The article presents results of testing the quality of FSW welded joints made in plates of various magnesium casting alloys, including MCMgAl9Zn1 (AZ91), MCMgRe3Zn2Zr (ZRE1), MCMgRe2Ag2Zr (MSR-B) and MCMgY4Re3Zr (WE43). In this paper, all results for magnesium casting alloy AZ91 are presented, whereas for other alloys (ZRE1, MSR-B and WE43) only selected testing results for best parameters have been chosen and shown. Butt joints were produced on the friction welding machine built on the base of the conventional vertical milling machine. Quality assessment included the visual inspection, temperature measurements in welding region, tensile strength testing, analysis of the weld structure, hardness, weld force and torque measurements. Research aimed at the recognition of the FSW abilities to weld cast magnesium alloys, the influence of the welding conditions on the welds' properties as well as their structures. The research results have revealed that cast magnesium alloys are weldable using FSW process - it is possible to produce joints of very good quality in relatively narrow range of parameters and the strength of the joints is satisfactory. In order to acquire joints of the best quality it is recommended that workpieces should be rigidly clamped and the welding speed should be limited. The best mechanical properties have been obtained for friction with rotation speed of 355 rpm.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań jakości złączy, wykonanych metodą zgrzewania tarciowego z mieszaniem materiału zgrzeiny (FSW), odlewniczych stopów magnezu MCMgAl9Zn1 (AZ91), MCMgRe3Zn2Zr (ZRE1), MCMgRe2Ag2Zr (MSR-B), MCMgY4Re3Zr (WE43). Złącza wykonywano na zgrzewarce zbudowanej na bazie frezarki konwencjonalnej. Ocenę jakości złączy przeprowadzono w oparciu o badania wizualne, pomiary temperatury obszaru zgrzewania, badania szczelności złączy metodą penetracyjną, badania wytrzymałości na rozciąganie, analizę budowy strukturalnej zgrzein, badania twardości. Celem badań było poznanie możliwości zgrzewania FSW odlewniczych stopów magnezu, wpływu warunków zgrzewania na własności złączy oraz budowę strukturalną zgrzein. Wyniki badań wskazują na dobrą zgrzewalność odlewniczych stopów magnezu metodą FSW - poprawne złącza można uzyskać w stosunkowo wąskim zakresie parametrów zgrzewania, a wytrzymałość tych złączy jest zadowalająca. W celu uzyskania złączy o najwyższej jakości elementy muszą być dociśnięte do siebie, a proces zgrzewania nie może być prowadzony z nadmierną prędkością. Najlepsze własności wytrzymałościowe uzyskano prowadząc proces tarcia z prędkością obrotową narzędzia 355 obr/min.