Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Anodic Oxide Coatings on Aluminium Resistant to Strong Alkali Environment

Kozik A., Nowak M., Gędłek K., Leśniak D., Zasadziński J., Jurczak H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1335--1342

EN

The aim of this paper was to test currently available on the market products for sealing anodic oxide coatings as well as to test the use of other alternative substances improving the sealing process. The ability to seal in 10 different solutions and the quality of the seal has been tested. The influence of the applied preparations on corrosion resistance and resistance to strongly alkaline environment was also investigated. Based on the results obtained, satisfactory results were archived for the sample sealed in a IMN-OML (Institute of Non-Ferrous Metals in Gliwice, Light Metals Division) solution sealant and in solution of nickel acetate in a medium-temperature process. Sealing by means of nickel acetate solutions is economically justified, and its use allows the process temperature to be lowered. When it comes to resistance to alkalis, samples sealed in IMN-OML sealant are the best. Commercial solutions have also achieved positive results in all tests.

2

Tekstura i anizotropia właściwości mechanicznych kształtowników wyciskanych na gorąco ze stopu EN AW-5019

Pałka P., Leśniak D.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 2

16--19

PL

W artykule poddano ocenie teksturę i jednorodność właściwości mechanicznych w procesie wyciskania na gorąco kształtowników ze stopu aluminium w gatunku EN AW-5019. Figury biegunowe typu (111), (200), (220) przedstawiono dla przekrojów poprzecznych profili wyciskanych o różnym kształcie przekroju poprzecznego. W celu wyznaczenia anizotropii właściwości mechanicznych, próbki wycięte pod różnym kątem w stosunku do kierunku wyciskania (0, 45 i 90°) poddano statycznej próbie rozciągania. Stwierdzono występowanie różnych charakterów tekstur, w tym tekstury włóknistej, w zależności od kształtu wyciskanego profilu. Najwyższą wytrzymałość na rozciąganie Rm oraz najwyższe wydłużenie procentowe A, odnotowano dla próbek zorientowanych równolegle do kierunku wyciskania.

EN

The paper evaluated the texture and homogeneity of mechanical properties in the hot extrusion process of sections from EN AW-5019 aluminum alloy. Polar figures of type (111), (200), (220) were presented transverse cross sections in extruded profiles of different shapes. In order to determine the anisotropy of the mechanical properties, the samples cut at different angles to the extrusion direction (0, 45 and 90°) were subjected to a static tensile test. Various texture characteristics were found, including fibrous texture, depending on the shape of the extruded profile. The highest tensile strength Rm, and the highest percentage elongation A, were determined for samples oriented parallel to the extrusion direction.

3

Próby technologiczne gięcia wyciskanych rur ze stopu aluminium AW-6082

Borowski J., Andrzejewski D., Płaczek G., Jurczak H., Leśniak D.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 1

97--108

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wyciskanych cienkościennych (grubość ścianki ok. 1,2 mm) kształtowników zamkniętych ze stopu AW-6082. Kształtowniki wyciskano metodą wyciskania zgrzewającego, za pomocą 6-otworowych matryc. Badaniom poddano profile chłodzone na wybiegu prasy w trojaki sposób: natryskiwanie wodą, chłodzenie wodą, czyli tzw. „fala wodna”, oraz nadmuchem powietrza. Opracowano metodykę badań pozwalającą dokonać oceny zdolności wyciskanych kształtowników do plastycznego kształtowania głównie poprzez gięcie i rozpęczanie. Stop AW-6082 jest stopem trudniejszym do wyciskania od stopów typu 6063 czy 6060, ponieważ wyższa wytrzymałość i mniejsza plastyczność utrudnia uzyskiwanie ścianek o małej grubości jak i dużej prędkości wyciskania. Jak wykazały wcześniejsze badania, profile takie osiągają bardzo dobre właściwości wytrzymałościowe sięgające Rm = 340 MPa, ale charakteryzują się ograniczoną zdolnością do odkształceń plastycznych. W pracy przedstawiono wyniki próby zginania, wyboczenia, rozpęczania oraz gięcia na maszynie trójrolkowej. Stwierdzono, że maksymalna siła ściskająca wyznaczona w próbie wyboczenia odcinka o długości 650 mm, która wskazuje największą wytrzymałość na wyboczenie, odnosi się do profili chłodzonych na wybiegu prasy po wyciskaniu za pomocą tzw. „fali wodnej”. Te profile charakteryzowały się również największą strzałką ugięcia w próbie trójpunktowego zginania. Zwiększona plastyczność i zdolność do odkształceń plastycznych tych profili została potwierdzona w próbie roztłaczania stożkiem, gdzie wartości względnego odkształcenia były o 35% większe niż w przypadku profili chłodzonych za pomocą nadmuchu powietrza czy natrysku wodnego. W wyniku badań metalograficznych stwierdzono, że inicjacja pęknięć w próbie roztłaczania następuje w miejscach zgrzewów profili i w tych obszarach zauważono zwiększoną wielkość ziarna.

EN

This paper presents the results of tests conducted on extruded, thin-walled (wall thick-ness approx. 1.2 mm) closed shapes made of AW-6082 alloy. Shapes were extruded using the bonding extrusion method, by means of 6-hole dies. Sections cooled in three ways at the exit from the press were tested: water spraying, water cooling with a so-called “water wave” and air blowing. A methodology of testing was developed, allowing for assessment of the plastic formability of extruded shapes, mainly through bending and expanding. AW-6082 alloy is more difficult to extrude than 6063 or 6060 alloys, since its higher strength and lower plasticity make it difficult to obtain walls of low thickness and high extrusion rate. As demonstrated in previous studies, such shapes achieve very good strength properties, reaching up to Rm = 340 MPa, but they are characterized by limited plastic formability. This paper presents the results of bending, buckling, expanding and flexion tests on a three-roll machine. It was determined that the maximum compressive force determined in the buckling test of a segment 650 mm in length, indicating the greatest resistance to buckling, corresponds to shapes cooled by means of a so-called “water wave” on the coasting of the press. These shapes were also characterized by the greatest deflection in the three-point bending test. The elevated plasticity and plastic formability of these shapes was confirmed in a cone expansion test, where relative deformation values were 35% greater than in the case of shapes cooled by air blowing or water spraying. Metallographic examinations revealed that crack initiation in the expansion test occurs at welds in shapes, and enlarged grain size was observed in these areas.

4

Oddziaływanie stopu szkła na materiały ceramiczne w trakcie topienia zestawu szklarskiego

Środa M., Nocuń M., Leśniak D.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 4

345--355

PL

W pracy podjęto temat wpływu materiału tygla na proces topienia zestawu szklarskiego i jakość uzyskiwanego szkła. Badaniu poddano szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe, którego wytop przeprowadzono w trzech różnych tyglach: szamotowym, alundowym i ceramicznym. Korzystając ze skaningowego mikroskopu elektronowego, przeprowadzono analizę porównawczą warstwy kontaktowej pomiędzy ścianką tygla i stopu szkła, określając jej szerokość. Badania spektrofotometryczne wykorzystano do wyznaczenia transmitancji otrzymanych szkieł, jako wskaźnika zanieczyszczeń wprowadzonych przez materiał tygla.

EN

The paper deals with the influence of the crucible material on the process of the glass batch melting and the quality of the glass obtained. The study involved soda-lime-silicate glass, which was melted in three different crucibles: chamotte, alundum and ceramic. Using a scanning electron microscope, a comparative analysis of the contact layer between the wall of the crucible and the glass melt was carried out, determining its width. Spectrophotometric studies were used to determine transmittance of the obtained glasses as an indicator of impurities introduced by the crucible material.

5

New original method and device for testing aluminum alloys susceptibility for extrusion welding

Leśniak D.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1491--1505

EN

Common methods of weldability assessment of aluminium alloys do not fully reflect the welding conditions occurring during extrusion through the porthole dies, hence the obtained results are not much good for practical use. There are no weldability tests in which the temperature, unit pressure, welding time and deformations in the welding zone can be simultaneously controlled. It is necessary in the correct bonding test to provide the welding conditions without contact of air, which could oxidise of the metal streams. The paper presents the original device for the research of aluminium alloy weldability, reflecting the conditions of metal bonding (without air access), which occur in the welding chamber of porthole dies. This device is a modification of a previously patented device carried out in order to determine more precise basic welding parameters. The operation principle as well as the methodology for determination of susceptibility to welding of aluminum alloys has been presented, using the AlMgSi alloy as an example in the type of EN AW-6082. The welding conditions of the 6082 alloy were determined, which allowed for high quality bonding. A parameter describing the welding conditions was defined as the relationship of the normal welding stress to the yield stress (σn/k) and its values were determined at different temperatures. The obtained values of welding stress are the basis for the proper design of porthole dies.

6

Podatność do przeróbki plastycznej na zimno wyciskanych na gorąco stopów aluminium serii 5xxx

Leśniak D., Mroczkowski M., Woźnicki A., Wassermman A., Dziki M., Zaborowski K., Madura J., Zasadziński J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 9

11--15

PL

W artykule analizowano możliwości uzyskania odpowiedniej struktury i wysokich własności wytrzymałościowych kształtowników płaskich ze stopów AlMg o zmiennej zawartości Mg (w zakresie 3,5- 7,1%) - po procesie wyciskania na gorąco i późniejszym walcowaniu na zimno. Mate¬riałem badawczym były płaskowniki o wymiarach 74 x 1,7 mm wyciskane ze stopów AlMg w gatunkach PN-EN 5754 (3,5% Mg), PN-EN 5083 (4,5% Mg), PN-EN 5019 (5,5% Mg) i 5xxx (7,1% Mg) przez matryce płaskie 2-otworowe, z wykorzystaniem prasy półprzemysłowej o średnicy pojemnika 100 mm i nacisku 500 T. Uzyskane wyniki jednoznacznie świadczą o tym, że wszystkie walcowane materiały charakteryzują się wysoką podatnością do odkształcenia na zimno. W przypadku trzech pierwszych stopów uzyskano całkowity sumaryczny gniot względny bez pęknięć materiału powyżej 90%, a w przypadku stopu o najwyższej zawartości Mg (7,1 % Mg) na poziomie ok. 86%. Płaskowniki ze stopów AlMg o zawartości 3,5-5,5% Mg po wyciskaniu na gorąco wykazują strukturę zrekrystalizowaną, różni je jedynie średnia wielkość ziarna, natomiast w przypadku pła¬skowników ze stopu o najwyższej zawartości Mg (7,1 %), po wyciskaniu na gorąco obserwuje się strukturę mieszaną, zawierającą zarówno obszary zrekrystalizowane jak i włókniste. Mikrostruktura wszystkich badanych materiałów po walcowaniu jest zbliżona, z ziarnami silnie wydłużonymi w kierunku walcowania. Uzyskane wartości wytrzymałości na rozciąganie Rm kształtowników płaskich ze stopów AlMg - po wyciskaniu na gorąco i walcowaniu na zimno kształtują się na poziomie 370-570 MPa.

EN

This paper analyses the possibility of obtaining an adequate structure and high strength properties of AIMg flat profiles with variable Mg content (3.5-7.1%) after hot extrusion and cold rolling. The test material comprised 74 x 1.7 mm flats extruded from the AIMg in grades conforming to PN-EN 5754 (3.5% Mg), PN-EN 5083 (4.5% Mg), PN-EN 5019 (5.5% Mg) and 5xxx (7.1 % Mg) through a flat die with 2 holes, using the semi-industrial press with the 100 mm container diameter and 500 Tpressure. The results clearly show that all rolled materials have high cold deformability. The total relative rolling reduction without cracking for the first three alloys were in excess of 90%, and in case of the alloy with the highest Mg content (7.1% Mg) it was about 86%. The flats of AIMg alloys with 3.5-5.5% Mg content after hot extrusion have a recrystallized structure which differs only in the average grains size. In case of the alloy with highest Mg content (7.1%), the structure after hot extrusion is mixed, with both recrystallized and fibrous regions. The obtained Rm tensile strength values of the AIMg flats - after hot extrusion and cold rolling - were about 370-570 MPa.

7

Ocena jakości kształtowników wyciskanych ze stopów AlMgSi przeznaczonych dla segmentu automotive

Leśniak D., Grzyb J., Woźnicki A., Wassermann A., Dziki M., Zaborowski K., Madura J., Zasadziński J., Jurczak H.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 12

8--16

PL

Przeprowadzono badania jakości kształtowników wyciskanych ze stopów AlMgSi przeznaczonych na radiatory w segmencie automotive. Analizowano jakość powierzchni (chropowatość), dokładność wymiarów oraz właściwości mechaniczne kształtowników ze stopu aluminium w gatunku EN AW-6060 – w różnych miejscach na długości wyrobu. Szczególną uwagę w badaniach poświęcono procesowi przesycania kształtowników na wybiegu prasy, w kontekście możliwości uzyskania wysokich i jednorodnych właściwości mechanicznych w przekroju poprzecznym wyciskanych wyrobów o skomplikowanych kształtach i zróżnicowanej grubości ścianek. Na podstawie wyników obliczeń numerycznych MES zaproponowano nowe rozwiązania konstrukcyjne matryc, które gwarantują bardziej jednorodne płynięcie metalu w prześwicie matrycowym i wysoką stabilność geometryczną wyrobu oraz prowadzą do poprawy wydajności procesu wyciskania. Rozwiązania te będą przedmiotem weryfikacji w warunkach przemysłowych.

EN

The quality of AlMgSi extruded sections for automotive radiators was studied. The surface quality (roughness), dimensional accuracy and mechanical properties of extrudates from aluminium alloy in the EN AW-6060 type – in different places along the length of the product were analyzed. Particular attention was paid to the process of solution heat treatment of extrudates on the press run out table – in the context of the possibility of obtaining high and homogeneous mechanical properties in the cross-section of extruded products with complex shapes and different wall thicknesses. Based on the results of FEM numerical calculations, the new constructional variant of die was proposed, that guarantee a more homogeneous metal flow and improved efficiency of the extrusion process. These solution will be subject to verification in industrial conditions.

8

Wyciskanie cienkościennych rur owalnych ze stopu AlMgSi w gatunku 6082

Leśniak D., Libura W., Zasadziński J., Richert J., Dziki M., Wojtyna A., Leszczyńska-Madej B., Jurczak H., Borowski J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 1

14--21

PL

W artykule zaproponowano rozwiązania materiałowo-technologiczne dotyczące wysoko-składnikowych stopów z układu AlMgSi, które w praktyce technologicznej wyciska się na matrycach mostkowo-komorowych, jednak barierą jest obecnie wytworzenie kształtowników o grubości ścianki poniżej 1,4÷1,5 mm i minimalnej wytrzymałości na rozciąganie powyżej 300 MPa. Przeprowadzono przemysłowe próby wyciskania cienkościennych rur owalnych ze stopu AlMgSi w gatunku 6082 z jednoczesnym chłodzeniem wyrobu na wybiegu prasy. Użyto prasy hydraulicznej poziomej 1800 T i oryginalnego rozwiązania konstrukcyjnego matrycy mostkowo-komorowej 6-otworowej. Celem badań było określenie parametrów prędkościowo- temperaturowych procesu wyciskania i maksymalnej dopuszczalnej prędkości wypływu metalu z otworu matrycy V1max, będącej wskaźnikiem odkształcalności materiału, rzutującym na wydajność produkcji. Analizowano wielkość siły wyciskania oraz własności mechaniczne i dokładność wymiarów rur wyciskanych na stan T5. Ponadto, analizowano mikrostrukturę stopów w stanie odlewanym oraz po homogenizacji.

EN

In the work material and technological solution are proposed concerned AlMgSi alloys of high content of components, which are extruded through the porthole dies. Production of thin walled profiles from these alloys is limited to thickness of about 1.4÷1.5 mm and tensile strength below 300 MPa. The industrial tests of extrusion of thin-walled oval shaped tubes from the 6082 alloy with heat treatment on the press were carried out. The 18MN horizontal press and original design of six-hole porthole die were used in experiments. The aim of the test was to determine the speed - temperatures conditions of the extrusion process and maximal exit speed from the die orifice, which is assumed to be the extrudability measure. The extrusion load, mechanical properties and dimensional tolerance of tubes in T5 temper were analyzed. In addition, the microstructure of the alloy in a cast state and after homogenization was also tested.

9

Wpływ zawartości Mg na własności mechaniczne kształtowników ze stopów aluminium serii 5xxx wytwarzanych na drodze wyciskania zgrzewającego

Leśniak D., Wojtyna A., Woźnicki A., Dziki M., Płonka B.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 6

248--253

PL

Materiałem do badań były kształtowniki ze zgrzewem wyciskane z wysokoskładnikowych stopów serii 5xxx w gatunkach 5754 (3,5% Mg), 5083 (4,5% Mg) i 5019 (5,5% Mg) na półprzemysłowej prasie hydraulicznej o nacisku 5 MN, przy użyciu 2-otworowej matrycy mostkowo-komorowej specjalnej konstrukcji. Proces wyciskania prowadzono przy zmiennych parametrach prędkościowo-temperaturowych. Analizowano własności mechaniczne i mikrostrukturę kształtowników oraz jakość otrzymanych połączeń. Wyniki prób rozciągania badanych kształtowników wykazały obniżenie jakości powstałych zgrzewów przy wzroście zawartości Mg w stopie. Obserwacje mikrostruktury ujawniły zróżnicowanie wielkości ziaren pomiędzy obszarem zgrzewu i poza nim w przypadku kształtownika ze stopu 5083.

EN

The flat bars with longitudinal welds were extruded from high-alloyed 5xxx series alloys, 5754 (3.5% Mg), 5083 (4.5% Mg) and 5019 (5.5% Mg) on the semi-industrial 5 MN hydraulic press, using special construction of 2-holes bridge die. The extrusion process was carried out at variable temperature- velocity parameters. The mechanical properties as well as microstructure of obtained bars were investigated and the quality of welds was analyzed. The results of tensile test showed a decrease in the quality of the welds with an increase of Mg content in the alloy. The microstructure observations on 5083 alloy revealed differences in grain size between weld area and regions outside of it.

10

Wpływ temperatury kształtowania plastycznego i sposobu chłodzenia podczas przesycania na twardość stopu 6082

Leśniak D., Woźnicki A., Wojtyna A., Włoch G.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 4

159--163

PL

W pracy poddano ocenie przygotowanie wlewka ze stopu aluminium w gatunku 6082, do przesycania bezpośrednio z temperatury kształtowania, na drodze homogenizacji przemysłowej. Określono również wpływ temperatury odkształcenia i sposobu studzenia podczas przesycania na twardość stopu po starzeniu sztucznym. W pierwszym etapie badań wlewek w stanie po odlaniu i po homogenizacji poddano badaniom mikrostruktury oraz testom kalorymetrycznym. Stwierdzono, że nierównowagowe składniki struktury zostały całkowicie rozpuszczone podczas wyżarzania ujednorodniającego. W czasie chłodzenia z temperatury homogenizacji główne składniki umacniające Mg i Si zostały wydzielone głównie w postaci bardzo drobnych cząstek o wielkości do 0,5 μm. W drugim etapie, materiał poddano ściskaniu w temperaturze 500 i 540oC i przesycano bezpośrednio z temperatury kształtowania w wodzie i w powietrzu. Po ściskaniu w temperaturze 540oC, przesyceniu w wodzie i starzeniu uzyskano wysoką twardość stopu, wynoszącą 119 HV2. Po odkształceniu w temperaturze 500oC, uzyskano twardość 108 HV2, typową dla wyrobów wyciskanych w stanie T6. W przypadku chłodzenia stopu z temperatury kształtowania w powietrzu po starzeniu zanotowano wartości twardości niższe o ok. 15% w stosunku do materiału chłodzonego w wodzie.

EN

In the paper, the preparation of 6082 alloy billet to solution heat treatment directly from the hot working temperature, by industrial homogenization, was evaluated. The effect of hot working temperature and quenching manner on hardness after ageing was also analysed. In the first stage, the billet in as-cast state and after homogenization in industrial conditions was subjected to microstructure investigations and DSC tests. It was found that during homogenization, unequilibrium microstructure components were fully dissolved. During cooling from homogenization temperature, main alloying additions, Mg and Si were precipitated mainly in the form of very fine particles, with up to 0,5 um in size. In the second stage, the material was subjected to compression at the temperature of 500 as well as 540°C and was quenched directly from hot working temperature in water and in air. After compression at the temperature of 540°C, water quenching and ageing, the high hardness of the alloy, 7 79 HI/2, was obtained. After deformation at the temperature of 500°C, the hardness of 108 HI/2, was obtained, which is typical value for extruded products in the T6 temper. In the case of air quenching from hot compression temperature, hardness values lower by about 15% were obtained after ageing, compared to water quenched material.

11

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne wyrobów o różnych kształtach wyciskanych ze stopów AlMg o wysokich zawartościach Mg

Leśniak D., Leszczyńska-Madej B., Wojtyna A., Dziki M., Latos T., Libura W., Zasadziński J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 5

195--200

PL

Materiałem do badań były kształtowniki o różnej geometrii wyciskane z wysokoskładnikowych stopów AlMg w gatunkach 5754 (3,5% Mg), 5083 (4,5% Mg) i 5019 (5,5% Mg) na półprzemysłowej prasie hydraulicznej o nacisku 500 T, przy użyciu matryc 2-otworowych. Analizowano mikrostrukturę i właściwości kształtowników po wyciskaniu. Dodatkowo przedstawiono wyniki badań stopów w stanie surowym i po homogenizacji. Wyniki obserwacji mikrostruktury kształtowników w większości przypadków wykazały występowanie niemal równoosiowych zrekrystalizowanych ziaren, a badania właściwości wytrzymałościowych dowiodły wysokiego poziomu umocnienia, przy jednoczesnej wysokiej plastyczności na poziomie 20-26%. Poziom właściwości wytrzymałościowych uzależniony jest od gatunku stopu i wzrasta ze wzrostem zawartości magnezu w stopie.

EN

The material for research were sections extruded from high-component AlMg alloys 5754 (3.5% Mg), 5083 (4.5% Mg) and 5019 (5.5% Mg) on the semi-industrial 500 T hydraulic press by using 2-holes dies. Microstructure and mechanical properties of the alloys were analyzed - in the state as cast, after homogenization and after extrusion. The results of the microstructure observation of sections in most cases showed the occurrence of almost equiaxial recrystallized grains. Mechanical properties investigations show the high level of strengthening and high plasticity at the level of 20-26%. The level of tensile properties is dependent on the chemical composition of the alloy and increases with increasing magnesium content of the alloy.

12

Właściwości mechaniczne wyciskanych profili ze stopów AlMg

Borowski J., Płaczek G., Andrzejewski D., Jurczak H., Leśniak D.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

T. 27, nr 4

273--282

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych stopów aluminium 5754, 5083, 5019 oraz AlMg7. Stopy z magnezem osiągają zadowalające właściwości mechaniczne oraz charakteryzują się nawet 3 razy większą odpornością na korozje od najbardziej rozpowszechnionych stopów serii 6xxx (AlMgSi), dlatego są pożądanym materiałem w wielu gałęziach przemysłu. Konieczność zastosowania mniejszych prędkości wyciskania oraz dużo mniejsza odkształcalność stopów serii 5xxx w porównaniu ze stopami serii 6xxx są powodami decydującymi o rzadszym stosowaniu wyciskania jako technologii wykonywania detali z tych materiałów. W celu porównania właściwości mechanicznych wyżej przytoczonych stopów przeprowadzono statyczną próbę rozciągania próbek pobranych z płaskiego, otwartego kształtownika. Stwierdzono wzrost właściwości wytrzymałościowych wraz ze wzrostem zawartości magnezu (od Rm 220 MPa przy zawartości Mg 3,5% do 290 MPa przy zawartości 5% Mg), przy zachowaniu podobnej plastyczności na poziomie 25% wydłużenia A80 mm. Dodatkowo zrealizowano próbę 3-punktowego zginania próbek pobranych z kształtownika w kierunku poprzecznym. Próbki obciążano w zakresie sprężystym, w celu wyznaczenia strzałki ugięcia. Stwierdzono, że profile wyciśnięte przez niestandardową matrycę (powiększone wielkości przedkomór oraz skorygowane paski kalibrujące, w stosunku do matrycy standardowej) wykazują minimalnie większą sztywność niż te wyciśnięte przez matrycę standardową, stosowaną do wyciskania stopów 6xxx. Następnie wyznaczono krzywe zależności zastępczego naprężenia zginającego σg od przemieszczenia i na ich podstawie wyznaczono wytrzymałość na zginanie Rg. W pracy przedstawiono również wyniki badań statycznej próby rozciągania całych, wyciskanych przez matrycę mostkowo-komorową rur o średnicy zewnętrznej 42 mm i grubości ścianki 3,5 mm. Nie stwierdzono znaczących różnic w właściwościach kształtowników zamkniętych w porównaniu do kształtowników otwartych, co świadczy o braku wpływu zgrzewu na właściwości wytrzymałościowe kształtowników w kierunku wzdłużnym.

EN

This paper presents the results of tests of the mechanical properties of aluminium alloys 5754, 5083, 5019 and AlMg7. The alloys with magnesium reach satisfactory mechanical properties, and their corrosion resistance is even 3 times that of the most commonly used alloys of the 6xxx series (AlMgSi), making them a desirable material in many branches of industry. The necessity of applying lower extrusion speeds and much lower deformability of the 5xxx series alloys as compared to the 6xxx series are the reasons why extrusion is more rarely applied as the technology of manufacturing details from these materials. In order to compare the mechanical properties of the alloys mentioned above, a static tensile test of samples taken from a flat open section has been performed. It was found that mechanical properties increase with the growth of magnesium content (from Rm of 220 MPa at 3.5% Mg content to 290 MPa at 5% Mg content) while maintaining similar plasticity at the level of 25% A80 mm elongation. Additionally, a three-point bending test was performed on samples taken from the section in the transverse direction. Samples were loaded within the elastic range in order to determine the deflection. It was determined that profiles extruded by a non-standard die (enlarged size of pre-chamber and corrected die land, relative to standard die) exhibit slightly higher stiffness than those extruded by the standard die used for extruding 6xxx alloys. Next, curves of reduced bending stress σg as a function of relocation were determined, and bending strength, Rg, was determined on their basis. The paper also presents the results of the static tensile test of whole pipes, extruded by a porthole die, with an outer diameter of 42 mm and wall thickness of 3.5 mm. No significant differences in the properties of closed sections as compared to the open ones were found, which proves that the weld does not influence the strength properties of the sections in the longitudinal direction.

13

Analiza właściwości mechanicznych i dokładność wymiarów cienkościennych kształtowników zamkniętych wyciskanych ze stopu AW6082

Borowski J., Płaczek G., Jurczak H., Leśniak D., Libura W., Zasadziński J., Rękas A.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

T. 27, nr 1

7--20

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości wyciskanych cienkościennych (grubość ścianki ok. 1,2 mm) kształtowników zamkniętych ze stopu AW6082 w stanie T5. Kształtowniki wyciskano metodą wyciskania zgrzewającego, za pomocą 6-otworowych matryc mostkowo-komorowych. Optymalizowano parametry wyciskania zmieniając prędkość wyciskania oraz szybkość chłodzenia. Wyznaczono właściwości mechaniczne, twardość, grubość ścianek oraz chropowatość powierzchni kształtowników poddanych wyciskaniu z różną prędkością (9, 10 i 12 m/min), chłodzonych na wybiegu prasy z różną szybkością chłodzenia (natryskiwanie wodne-spray, fala wodna) oraz starzonych sztucznie w temperaturze 180oC w czasie 2 godzin. Na podstawie badań stwierdzono, że przy najwyższej zastosowanej prędkości wyciskania 12 mm/min udało się osiągnąć wysokie właściwości mechaniczne oraz drobnoziarnistą równomierną strukturę. Na podstawie badań grubości profili stwierdzono, że pomimo otrzymania wyrobu o zadowalającej tolerancji grubości istnieje konieczność korekty matrycy, aby uzyskać bardziej równomierny rozkład. Zmiana grubości ścianki owalnego profilu wynika nie tylko ze szczeliny wypływu ale również z trudnego do przewidzenia na etapie projektowania ugięcia matrycy podczas wyciskania. Prędkość wyciskania wpływa również na jakość powierzchni profilu, która wyrażona poprzez parametr chropowatości Ra jest najgorsza przy wyciskaniu z prędkością 9m/min. W wyniku wzrostu prędkości wyciskania do 10 lub 12 mm/min chropowatość obniża się, co poprawia jakość powierzchni. Zmiana szybkości chłodzenia z chłodzenia powietrzem na natryskiwanie wodne lub za pomocą tzw. fali wodnej spowodowała wzrost wytrzymałości do zakładanej i pożądanej przez odbiorcę końcowego tj. Rm, > 310 MPa, ale jednocześnie nie wpłynęło to na znaczny spadek wydłużenia względnego A.

EN

This paper presents the results of tests of the properties of hollow thin-walled (wall thickness approx. 1.2 mm) shapes made of AW6082 alloy in T5 state. Shapes were extruded using the bonding extrusion method, by means of 6-hole porthole dies. Extrusion parameters were optimized by changing the rate of extrusion and cooling. Mechanical properties, hardness, wall thickness and surface coarseness of shapes subjected to extrusion at various rates (9, 10 and 12 m/min), cooled on the press coasting at different cooling rates (water spray, water wave), and artificially aged at a temperature of 180 oC over 2 hours, were determined. Based on the tests, it was found that high mechanical properties and a uniform, finegrained structure were successfully achieved at the highest applied extrusion rate of 12 mm/min. Based on the shape thickness measurements, it was determined that, despite achievement of a product of satisfactory thickness tolerance, it is necessary to correct the die to obtain more uniform distribution. The change of the wall thickness of the oval shape results from the complexity of the die orifice and also from the die deflection during extrusion, which is difficult to predict at the designing stage. Extrusion rate also has an impact on the surface quality of the shape, which is expressed by the parameter of coarseness Ra, and this quality was lowest for extrusion at a rate of 9 m/min. As a result of an increase in extrusion rate from 10 to 12 mm/min, coarseness is reduced, improving surface quality. The change in cooling rate from air cooling to water spraying or by means of a so-called water wave caused an increase of strength to the level assumed and desired by the end recipient, i.e. Rm, > 310 MPa, but at the same time, did not have an impact on the significant reduction of relative elongation A.

14

The Effect of Cooling Rate after Homogenization on the Microstructure and Properties of 2017a Alloy Billets for Extrusion with Solution Heat Treatment on the Press

Woźnicki A., Leśniak D., Włoch G., Pałka P., Leszczyńska-Madej B., Wojtyna A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1663--1670

EN

The influence of cooling rate after homogenization on the 2017A alloy microstructure was analysed. The capability of the θ (Al2Cu) particles, precipitated during various homogenization coolings, for rapid dissolution was estimated. For this purpose, the DSC test was used to determine the effect of the cooling rate after homogenization on the course of melting during a rapid heating. Moreover, the samples after solution heat treatment (with short time annealing) and ageing, were subjected to the microstructure investigations and the microhardness of grains interiors measurements. It was found that cooling after homogenization at 160 °C/h is sufficient for precipitation of fine θ phase particles, which dissolve during the subsequent rapid heating. The cooling at 40 °C/h, causes the precipitation of θ phase in the form of large particles, incapable of further fast dissolution.

15

Investigations of Plasticity of Hard-Deformed Aluminium Alloys of 5xxx Series Using Torsion Plastometer

Laber K., Kawałek A., Sawicki S., Dyja H., Borowski J., Leśniak D., Jurczak H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

1853--1860

EN

This paper presents the results of the study aimed at determination of plasticity of selected grades of hard-deformed aluminium alloys of 5xxx series in terms of parameters characteristic for the process of extrusion. The examinations were carried out for 5083 and 5754 alloys in the torsion test using STD 812 torsion plastometer. Using the empirical tests, the study evaluated yield stress of alloys depending on strain, strain rate and temperature and the results were approximated and mathematical models of rheological properties of the aluminium grades studied were determined within the range of parameters of deformation and temperature.

16

Influence of Mg Content on Deformability of AlMg Alloys during Extrusion

Leśniak D., Dziki M., Zasadziński J., Libura W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

85--92

EN

In this study the research on deformability of AlMg alloys with high Mg contents in extrusion was carried out. The different shapes from AlMg alloys containing 3.5%, 4.5% and 5.5% of Mg were extruded on 500 T semi-industrial press by using one-hole and multi-hole flat dies. The extrudates surface quality was under investigations in relation with the temperature-speed parameters of the extrusion process. The metal exit speed was estimated depending on the extrudates shape, wall thickness and Mg content. The alloy’s border solidus and liquidus temperatures were also determined.

17

Wyciskanie cienkościennych kształtowników ze stopu 6082 w stanie T5 przez matryce mostkowo-komorowe

Leśniak D., Wojtyna A., Leszczyńska-Madej B., Libura W., Zasadziński J., Rękas A., Borowski J., Jurczak H.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 10

521--530

PL

W pracy przeprowadzono badania procesu wyciskania średnio-wytrzymałych stopów AlMgSi w stanie T5. Celem badań było określenie wpływu zawartości głównych składników stopowych Mg i Si (oraz dodatkowo Cr), na strukturę wlewków, odkształcalność stopów podczas wyciskania oraz strukturę i własności mechaniczne kształtowników ze zgrzewem. Próby wyciskania kształtowników ze stopu aluminium w gatunku 6082 grubości ścianki 1,0 i 1,5 mm przeprowadzono na półprzemysłowej prasie hydraulicznej o nacisku 500 T, wyposażonej w system chłodzenia wyrobu, przy użyciu matryc mostkowo-komorowych. Analizowano mikrostrukturę stopu 6082 o zmiennym składzie chemicznym — w stanie odlewanym, po homogenizacji i po wyciskaniu z jednoczesnym przesycaniem na wybiegu prasy. Wyznaczono prędkość wypływu metalu z otworu matrycy, w zależności od składu chemicznego stopu i grubości ścianki kształtownika. Analizowano jakość zgrzewów w wyrobie, w powiązaniu ze składem chemicznym stopu i prędkościowo-temperaturowymi warunkami wyciskania, w kontekście możliwości wytworzenia wysokowytrzymałego złącza.

EN

The investigation on extrusion of middle-strength AlMgSi alloys in T5 temper were performed. The aim of the research was to determine the influence of Mg and Si content (and additionally Cr) on microstructure of billets, deformability of the alloys in extrusion process and on microstructure and mechanical properties of the extruded profiles with seem welds. The tests of extrusion were carried out on semi-industrial hydraulic press of 5MN capacity, equipped with the cooling system on the run-out table. The porthole die were used to extrude flat sections of 1 mm and 1.5 mm in thickness. The microstructure of the alloy was examined using different alloy chemical composition in as cast state and after extrusion with solution treatment on the press. The exit speed of the metal from the die was determined in dependence on the chemical composition of the alloys and the profile’s thickness. The strength of the welds was analysed in connection with the alloy chemical composition and temperature-speed parameters of the process.

18

Obróbka cieplna wyciskanych stopów AlMg

Grzyb J., Leśniak D., Libura W.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

792--796

PL

W artykule zaprezentowano badania stopów serii 5XXX o różnych zawartościach magnezu uzyskanych w procesie wyciskania na gorąco. Materiały te są szeroko stosowane do budowy okrętów oraz w przemyśle motoryzacyjnym. Podjęto próbę poprawy własności wytrzymałościowych badanych stopów na drodze obróbki cieplnej oraz odkształcania na zimno. Uzyskane wyniki pokazują, że odpowiednio przeprowadzona obróbka cieplna oraz odkształcanie na zimno może powodować wzrost własności wytrzymałościowych min. 10 % w stosunku do własności materiału po wyciskaniu.

EN

Because of excellent corrosion resistance and good weldability the Al - Mg alloys extruded profiles are widely used in marine and automotive applications. The present work reports the possibility of improvement the mechanical properties of Al-Mg alloys by thermo-mechanical treatment. Experiments were performed on extruded rods with Mg addition in the range of 3.5÷5,5 wt.%. It was found that cold deformation combined with heat treatment results in increase of mechanical properties of alloys by minimum 10 % with comparison to non-treated materials.

19

Charakterystyka mikrostruktury kształtowników płaskich wyciskanych z wysokoskładnikowych stopów AlMg

Leśniak D., Leszczyńska-Madej B., Wojtyna A.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

797--804

PL

Materiałem do badań były kształtowniki płaskie wyciskane z wysokoskładnikowych stopów AlMg w gatunkach 5754 (3,5 % Mg), 5083 (4,5 % Mg) i 5019 (5,5 % Mg) na półprzemysłowej prasie hydraulicznej o nacisku 500 T, przy użyciu matryc 2-otworowych. Analizowano mikrostrukturę i twardość stopów w stanie odlewanym, po homogenizacji oraz po wyciskaniu. W materiale odlewanym na granicach ziaren zidentyfikowano rozwidlone wydzielenia będące prawdopodobnie eutektyką, średnia średnica ziaren dla wszystkich analizowanych stopów była porównywalna i wynosiła około 120 μm. Homogenizacja skutkowała rozdrobnieniem ziaren analizowanych stopów do poziomu ok. 100 μm oraz rozpadem dużych lokujących się na granicach wydzieleń. Dodatkowo wewnątrz ziaren obserwowano drobne wydzielenia, których ilość wzrastała ze zwiększeniem zawartości magnezu w stopie. Po wyciskaniu w mikrostrukturze stopów obserwowano niemal równoosiowe ziarna oraz pasmowo ułożone wydzielenia. Nie stwierdzono zmian poziomu twardości po homogenizacji w stosunku do materiału odlewanego. Twardość wzrasta wraz ze wzrostem zawartości magnezu w stopach. Za wyjątkiem kształtowników wyciskanych ze stopu 5083, twardość jest porównywalna do materiału odlewanego i po homogenizacji. Stwierdzono znaczne rozdrobnienie mikrostruktury po procesie wyciskania, średnia średnica ziarna analizowanych kształtowników wynosi 24÷55 μm.

EN

The material for research were flat sections extruded from high-component AlMg alloys 5754 (3.5 % Mg), 5083 (4.5 % Mg) and 5019 (5.5 % Mg) on the semi-industrial 500 T hydraulic press by using 2-holes dies. Microstructure and hardness of the alloys were analyzed — in the state as cast, after homogenization and after extrusion. In the as cast material at the grain boundaries, probably the eutectic phases are formed, the average grain size for all the analyzed cast alloys was comparable and was about 120 μm. Homogenization resulted in the grain size refinement, the average grain size of the investigated alloys was about 100 μm. In the grains interiors, fine particles were visible, the number of which increased with increasing Mg content in the alloy. After extrusion, the microstructure of the alloys was built from equiaxed grains, the precipitations arranged in the direction of extrusion. There were no changes in the level of hardness after homogenization compared to the as cast material. The hardness increased with increasing Mg content in alloys. With the exception of flat sections of extruded alloy 5083, the hardness was comparable to the as cast material and material after homogenization. Considerable microstructure refinement of microstructure after extrusion process was found, the average grain diameter of analyzed sections is about 24÷55 microns.

20

The Effect of Homogenization Conditions on the Structure and Properties of 6082 Alloy Billets

Woźnicki A., Leśniak D., Włoch G., Leszczyńska-Madej B., Wojtyna A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1764--71

EN

The paper presents the results of laboratory homogenization investigations of the 6082 grade alloys, differing in Mg and Si content. At the first stage, the microstructure of alloys was analysed after homogenization finished with water quenching. SEM/EDS investigations and DSC tests were applied to evaluate the dissolution of the Mg2Si particles and concentration of the main alloying additions in the grains interiors, depending on soaking conditions. In the case of alloy with lower Mg and Si content, homogenization the temperature of 535ºC for 8h is sufficient for significant Mg2Si particles dissolution. For the alloy with higher Mg and Si content, after homogenization the temperature of 550ºC for 8h, the amount of undissolved Mg2Si particles decreases visibly, compared to homogenization at 535ºC for 8h. However, an unfavourable tendency of dispersoids growth is observed and these soaking conditions are not found to be recommended. At the second research stage, the influence of homogenization cooling rate on the size and distribution of the Mg2Si particles observed in the alloys microstructure was analysed. The ability of the Mg2Si particles, precipitated during various homogenization coolings, to rapid dissolution was estimated. For this purpose, the hardness after solution heat treatment with short annealing and ageing was determined and the DSC tests were performed. It was found, that cooling after homogenization at 315ºC/h is sufficient for precipitation of fine Mg2Si particles, which dissolve during subsequent rapid heating. Cooling at 40ºC/h, causes precipitation of Mg2Si phase in the form of large particles, unable for further fast dissolution.

PL

W artykule przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań homogenizacji dwóch stopów w gatunku 6082, różniących się zawartością Mg i Si. W pierwszym etapie analizowana była struktura stopów po homogenizacji z chłodzeniem w wodzie. Szczególną uwagę zwrócono na rozpuszczanie cząstek fazy Mg2Si podczas wygrzewania oraz zawartość głównych składników stopowych we wnętrzach ziarn. Oceny parametrów wygrzewania dokonano w oparciu o badania SEM/EDS oraz testy DSC. W przypadku stopu z niższą zawartością Mg i Si, homogenizacja w temperaturze 535ºC przez 8 h jest wystarczająca dla znaczącego rozpuszczenia cząstek fazy Mg2Si. W przypadku stopu z wyższą zawartością Mg i Si, po homogenizacji w temperaturze 550ºC przez 8h, udział nierozpuszczonych cząstek Mg2Si spada wyraźnie, w porównaniu z homogenizacją w temperaturze 535ºC przez 8h. Jednakże, stwierdzono niekorzystną tendencję do rozrostu dyspersoidów, zatem tych warunków wyżarzania nie uznano za rekomendowane. W drugim etapie analizowano wpływ szybkości chłodzenia z temperatury homogenizacji na wielkość i dystrybucję cząstek Mg2Si obserwowanych w strukturze stopów. Wykonano badania SEM oraz dokonano oceny możliwości szybkiego rozpuszczania cząstek Mg2Si wydzielonych podczas chłodzenia z temperatury homogenizacji z różnymi szybkościami. W tym celu wykonano badania twardości stopów po przesycaniu z krótkim wygrzewaniem oraz starzeniu, jak również badania DSC. Stwierdzono, że studzenie z temperatury homogenizacji z szybkością 315ºC/h jest wystarczające dla wydzielenia drobnych cząstek Mg2Si, które ulegają rozpuszczeniu podczas późniejszego gwałtownego nagrzewania. Chłodzenie z temperatury homogenizacji z szybkością 40ºC/h powoduje wydzielanie fazy Mg2Si w postaci dużych cząstek, które nie ulegają pełnemu rozpuszczeniu podczas późniejszego szybkiego nagrzewania.