The paper presents the effect of deep cryogenic treatment time on micromechanical and tribological properties of magnesium alloys, WE43 and WE54. The alloys were subjected to deep cryogenic treatment at a liquid nitrogen temperature (-196°C) for 2 to 48h. Tribological tests were performed in a rotational and a reciprocating linear motion, and wear trace studies were performed by profilometric and microscopic measurements. The tests indicate that deep cryogenic treatment has a favourable effect on the micromechanical, mechanical and tribological parameters of the two investigated alloys. It has also been shown that sub-zero treatment time significantly impacts the cryogenic treatment result. Among other things, there was a nearly 10% increase in hardness, Young's modulus, and a 35% reduction in tribological volumetric wear resulting from the improvement in mechanical properties, as well as a 2-fold reduction in linear wear with an increase in sub-zero treatment time relative to the material in its as-delivered state. Deep cryogenic treatment with appropriately selected sub-zero treatment time allows for improving the service life of magnesium alloys with rare earth metals.
PL
W artykule przedstawiono wpływ czasu głębokiej obróbki kriogenicznej na właściwości mikromechaniczne oraz tribologiczne stopów magnezu WE43 i WE54. Stopy poddano głębokiej obróbce kriogenicznej w temperaturze ciekłego azotu (-196°C) w czasie od 2 do 48 h. Testy tribologiczne wykonano w ruchu obrotowym oraz w ruchu posuwisto-zwrotnym liniowym. Badania śladów zużycia wykonano za pomocą pomiarów profilografometrycznych oraz mikroskopowych. Przeprowadzone testy wskazują, że głęboka obróbka kriogeniczna wpływa korzystnie na parametry mikromechaniczne, mechaniczne i tribologiczne obu badanych stopów. Wykazano również, że istotne znaczenie na efekt obróbki kriogenicznej ma czas wymrażania. Stwierdzono między innymi blisko 10% wzrost twardości modułu Younga oraz wynikające z poprawy właściwości mechanicznych – 35% ograniczenie zużycia tribologicznego objętościowego i 2-krotne obniżenie zużycia liniowego wraz ze wzrostem czasu wymrażania w stosunku do materiału w stanie dostawy. Głęboka obróbka kriogeniczna o odpowiednio dobranym czasie wymrażania pozwala na poprawę trwałości eksploatacyjnej stopów magnezu z metalami ziem rzadkich.
We investigated the impact of the applied cooling and feeding method on the microstructure and metallurgical quality of castings made from WE43 magnesium alloy. Six identical plates with dimensions of 100x50x20 mm were sand cast for use as samples. Each casting was fed and cooled in a different way. The solid solution grain size was evaluated quantitatively using the Met-Ilo software program, and casting defects were observed using a scanning electron microscope Hitachi S3400N. The finest solid solution grain was observed in the castings with only the coolers applied. Non-metallic inclusions were observed in each plate. The smallest shrinkage porosity was observed in the castings with feeders applied.
PL
Celem badań było zbadanie wpływu zastosowanej metody chłodzenia i zasilana na mikrostrukturę i jakość metalurgiczną odlewów wykonanych ze stopu magnezu WE43. Sześć identycznych płyt o wymiarach 100x50x20 mm, chłodzonych i zasilanych na różne sposoby, odlano do formy piaskowej. Wielkość ziarna roztworu stałego zostały wyznaczone ilościowo w programie Met-Ilo. Obserwacje wad odlewniczych prowadzono na skaningowym mikroskopie elektronowym Hitachi S3400N. Najmniejszym ziarnem roztworu stałego charakteryzowały się odlewy z zastosowanymi tylko ochładzalnikami. W strukturze każdego z odlewów stwierdzono wtrącenia niemetaliczne. Najmniejszą porowatością skurczową charakteryzowały się odlewy z zastosowanymi nadlewami.
W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na korozję galwaniczną stopu magnezu WE43 otrzymanego metodą wyciskania. Odporność na korozję galwaniczną oceniano stosując jako materiały odniesienia: stop aluminium 2017A i stal 8Mn2Si. Badania realizowano przy użyciu potencjostatu VoltaLab PGP 201 firmy Radiometer z zastosowaniem metody Evansa. Testy korozyjne wykonano w roztworze o stężeniu 0,01M NaCl w temperaturze pokojowej. W eksperymencie różnicowano stosunek powierzchni stopów magnezu do stopu aluminium i stali (1:1, 5:1 oraz 10:1). Przeprowadzone badania wykazały, że bardziej korzystnym połączeniem dwóch metali, z punktu widzenia odporności na korozję galwaniczną, jest układ: stop magnezu-stop aluminium, niż układ stop magnezu-stal. Spowodowane jest to mniejszą różnicą potencjałów korozyjnych oraz niższą wartością prądu zwarcia.
EN
The study presents the results of galvanic corrosion resistance tests of magnesium alloy WE43 obtained by means of extrusion. Galvanic corrosion resistance was evaluated with application of the following materials as the reference: aluminium alloy 2017A and steel 8Mn2Si. The tests were performed with potentiostat VoltaLab PGP 201 by Radiometer with application of Evans method. Corrosion tests were made in solution with concentration of 0.01M NaCl in room temperature. In the experiment the relation of magnesium alloys surface to the surface of aluminium and steel alloys was differentiated (1:1, 5:1 and 10:1). Performed tests proved that as far as galvanic corrosion resistance is concerned, the system: magnesium alloy- aluminium alloy, is a more favourable connection of two metals than the connection: magnesium alloy - steel. It is caused by a smaller corrosion potential difference and smaller value of short-circuit current.
Celem pracy była ocena odporności na korozję w roztworach NaCl przerobionego plastycznie stopu magnezu WE43. Badania korozyjne realizowano w roztworach o stężeniu 0,01÷2 M NaCl przy użyciu systemu do badań elektrochemicznych VoltaLab®PGP201. Odporność na korozję elektrochemiczną oceniano opierając się na rejestracji krzywych polaryzacji anodowej metodą potencjodynamiczną. Wyniki zrealizowanych badań jednoznacznie wskazują na pogorszenie właściwości korozyjnych stopu magnezu WE43 wraz ze wzrostem stężenia molowego roztworu NaCl.
EN
The purpose of the study was to assess corrosion resistance of magnesium alloy WE43 after plastic working in NaCl solutions. Corrosion tests of WE43 alloy were carried out in solution with concentration of 0.01÷2 M NaCl with application of the system for electrochemical tests VoltaLab®PGP201. Resistance to electrochemical corrosion was evaluated on the ground of registered anodic polarization curves by means of potentiodynamic method. Results of all carried out tests explicitly prove deterioration of corrosion properties of magnesium alloy WE43 with the increase in molar concentration of NaCl solution.
W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących wpływu parametrów odkształcenia na podatność do plastycznego kształtowania stopu magnezu WE43. Badania prowadzono w próbie ściskania na gorąco w temperaturze odkształcenia od 800 do 1100 °C i prędkości odkształcenia 1 i 10 s-1. Przeprowadzone badania pozwoliły na określenie zależności naprężenia uplastyczniającego i odkształcenia granicznego od temperatury i prędkości odkształcenia. Wyznaczono funkcję naprężenia uplastyczniającego i określono czułość stopu WE43 na prędkość odkształcenia.
EN
In the article results of the influence of deformation parameters on the susceptibility to plastic forming for WE43 alloy type have been presented. Research were conduced as dynamic forming tests at elevated temperature. Hot torsion test was performed on torsion plastometer at the temperature range 800 to 1100 ºC and strain rate of 0.01 and 10 s-1. This research admit to determine relation between flow stress and limit deformation from temperature and strain rate. Function of flow stress and WE43 alloy sensibility on strain rate have been determined.
This paper presents the results of quantitative evaluation of the structure of WE43 alloy samples taken from the gating system and from tips of a spiral used in a castability test carried out at three different temperatures. A significant influence of the pouring temperature on castability and microstructure of the tested alloy has been found.
PL
W artykule przedstawiono wyniki ilościowej oceny struktury próbek ? stopu WE43 pobranych z układu wlewowego oraz końcówek spiral stosowanej w próbie lejności przeprowadzonej w trzech różnych temperaturach. Stwierdzono istotny wpływ temperatury zalewania na lejnośt oraz mikrostrukturę badanego stopu.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: WE43 is a high-strength magnesium alloy characterized by good mechanical properties both at an ambient and elevated temperature (up to 300 degrees centigrade). It contains mainly yttrium and neodymium. The aim of this paper is to present the results of research on the microstructure of the WE43 magnesium alloy in an as-cast condition. Design/methodology/approach: For the microstructure observation, a Reichert metallographic microscope MeF2 and HITACHI S-3400N scanning electron microscope with a Thermo Noran EDS equipped with SYSTEM SIX were used. A qualitative phase analysis was performed with a JEOL JDX-7S diffractometer. Microstructural examinations were performed JEOL 3010 transmission electron microscope. Findings: Based on the investigation carried out it was found that the microstructure of WE43 alloy after continuous casting consists of alpha-Mg matrix and irregular precipitates of Mg41Nd5, rectangular particles of MgY phase, particles of Mg24Y5, longitudinal precipitates of beta(Mg14Nd2Y) compound at grain boundaries and the grain interiors. All of these phases contain yttrium and neodymium. Reserch limitations/implications: Future researches should contain investigations of the influence of heat treatment parameters on microstructure, corrosion resistance and mechanical properties of WE43 alloy. Practical implications: WE43 magnesium alloy is used in the aircraft industry, for wheels, engine castings, gear box castings and rotor heads in helicopters. Results of investigation may be useful for development casting technology of the Mg-Y-Nd alloys. Originality/value: The results of the researches make up a basis for the next investigations of magnesium alloys with addition of Y and Nd designed to exploitation at temperature to 300 degrees centigrade.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.