Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của các phụ gia nhỏ Zr và Er đến thành phần pha và tính chất cơ học của hợp kim Al–5Si–1.3Cu–0.5Mg
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của các bổ sung nhỏ erbium và zirconium đến vi cấu trúc, thành phần pha, động học của quá trình cứng trong quá trình lão hóa và hiện tượng mềm dẻo trong quá trình ủ sau khi cán của hợp kim Al–5Si–1.3Cu–0.5Mg đã được xem xét. Erbium và zirconium hình thành một pha có nguồn gốc từ quá trình kết tinh với nhôm, silic, đồng và magiê, không bị hòa tan và không thay đổi hình thái trong quá trình đồng nhất hóa trước khi tôi. Erbium và zirconium làm tăng hiệu ứng lão hóa sau khi tôi, đặc biệt là ở nhiệt độ 210°C, tăng sức kéo ở nhiệt độ cao, giảm xu hướng mềm dẻo trong quá trình ủ sau khi cán, và giảm kích thước hạt tái kết tinh nhờ vào sự hình thành các phân tán trong quá trình đồng nhất hóa. Việc tôi các tấm đã bị biến dạng với lão hóa tiếp theo dẫn đến việc đạt được sức bền kéo chỉ thấp hơn một chút so với quá trình ủ ở nhiệt độ thấp sau khi cán. Trong trường hợp này, sức mạnh tối đa đạt được cao hơn đáng kể với giá trị từ 344–375 MPa và độ dẻo đạt 11.0–14.7%. Hợp kim với các bổ sung nhỏ zirconium và erbium có đặc tính cao hơn cả về sức mạnh và độ dẻo.
Từ khóa
#Erbium #Zirconium #Hợp kim nhôm #Cứng hóa #Ủ #CánTài liệu tham khảo
A. Zariff, C. Chaudhury, and A. Suryanarayana, “TEM study of decomposition behavior of a melt-quenched A1–Zr alloy,” Metallography 17, 231–250 (1984).
E. Nes, “Precipitation of the metastable cubic Al3Zr-phase in subperitectic Al–Zr alloys,” Acta Metall. 20, 499–506 (1972).
Ü. Xin-yu, G. Er-jun, P. Rometsch, and W. Li-juan, “Effect of one-step and two-step homogenization treatments on distribution of Al3Zr dispersoids in commercial AA7150 aluminum alloy,” Trans. Nonferrous Met. Soc. China 22, 2645–2651 (2012).
K. E. Knipling, D. C. Dunand, and D. N. Seidman, “Precipitation evolution in Al–Zr and Al–Zr–Ti alloys during aging at 450–600°C,” Acta Mater. 56, 1182–1195 (2008).
K. E. Knipling, D. C. Dunand, and D. N. Seidman, “Precipitation evolution in Al–Zr and Al–Zr–Ti alloys during isothermal aging at 375–425°C,” Acta Mater. 56, 114–127 (2008).
A. V. Mikhaylovskaya, V. K. Portnoy, A. G. Mochugovskiy, M. Yu. Zadorozhnyi, N. Yu. Tabachkova, and I. S. Golovin, “Effect of homogenisation treatment on precipitation, recrystallisation and properties of Al–3%Mg–TM alloys (TM = Mn, Cr, Zr),” Mater. Des. 109, 197–208 (2016).
A. V. Mikhaylovskaya, A. G. Mochugovskiy, V. S. Levchenko, N. Yu. Tabachkova, W. Mufalo, and V. K. Portnoy, “Precipitation behavior of L12 Al3Zr phase in Al–Mg–Zr alloy,” Mater. Charact. 139, 30–37 (2018).
Y. Ma and R. S. Mishra, “Development of ultrafine-grained microstructure and low temperature (0.48 Tm) superplasticity in friction stir processed Al–Mg–Zr,” Scr. Mater. 53, 75–80 (2005).
C. B. Fuller and D. N. Seidman, “Temporal evolution of the nanostructure of Al3(Sc,Zr) alloys: Part II-coarsening of Al3(Sc1 – xZrx) precipitates,” Acta Mater. 53, 5415–5428 (2005).
V. S. Zolotorevskiy, R. I. Dobrojinskaja, V. V. Cheverikin, E. A. Khamnagdaeva, A. V. Pozdniakov, V. S. Levchenko, and E. S. Besogonova, “Evolution of structure and mechanical properties of Al–4.7Mg–0.32Mn–0.21Sc–0.09Zr alloy sheets after accumulated deformation during rolling,” Phys. Met. Metallogr. 117, 1163–1169 (2016).
V. S. Zolotorevskiy, R. I. Dobrojinskaja, V. V. Cheverikin, E. A. Khamnagdaeva, A. V. Pozdniakov, V. S. Levchenko, and E. S. Besogonova, “Strength and substructure of Al–4.7Mg–0.32Mn–0.21Sc–0.09Zr alloy sheets,” Phys. Met. Metallogr. 118, 407–414 (2017).
Y. Zhang, K. Gao, S. Wen, H. Huang, Z. Nie, and D. Zhou, “The study on the coarsening process and precipitation strengthening of Al3Er precipitate in Al–Er binary alloy,” J. Alloys Compd. 610, 27–34 (2014).
S. P. Wen, K. Y. Gao, Y. Li, H. Huang, and Z. R. Nie, “Synergetic effect of Er and Zr on the precipitation hardening of Al–Er–Zr alloy,” Scr. Mater. 65, 592–595 (2011).
S. P. Wen, K. Y. Gao, H. Huang, W. Wang, and Z. R. Nie, “Precipitation evolution in Al–Er–Zr alloys during aging at elevated temperature,” J. Alloys Compd. 574, 92–97 (2013).
A. V. Pozdniakov, R. Yu. Barkov, A. S. Prosviryakov, A. Yu. Churyumov, I. S. Golovin, and V. S. Zolotorevskiy, “Effect of Zr on the microstructure, recrystallization behavior, mechanical properties and electrical conductivity of the novel Al–Er–Y alloy,” J. Alloys Compd. 765, 1–6 (2018).
A. V. Pozdnyakov, A. A. Osipenkova, D. A. Popov, S. V. Makhov, and V. I. Napalkov, “Effect of low additions of Y, Sm, Gd, Hf and Er on the structure and hardness of alloy Al–0.2% Zr–0.1% Sc,” Met. Sci. Heat Treat. 58, 537–542 (2017).
A. V. Pozdnyakov and R. Yu. Barkov, “Effect of impurities on the phase composition and properties of a new alloy of the Al–Y–Er–Zr–Sc system,” Metallurgist 63, 79–86 (2019).
M. Song, K. Du, Z. Y. Huang, H. Huang, Z. R. Nie, and H. Q. Ye, “Deformation-induced dissolution and growth of precipitates in an Al–Mg–Er alloy during high-cycle fatigue,” Acta Mater. 81, 409–419 (2014).
H. L. Hao, D. R. Ni, Z. Zhang, D. Wang, B. L. Xiao, and Z. Y. Ma, “Microstructure and mechanical properties of Al–Mg–Er sheets jointed by friction stir welding,” Mater. Des. 52, 706–712 (2013).
S. P. Wen, W. Wang, W. H. Zhao, X. L. Wu, K. Y. Gao, H. Huang, and Z. R. Nie, “Precipitation hardening and recrystallization behavior of Al–Mg–Er–Zr alloys,” J. Alloys Compd. 687, 143–151 (2016).
D. Yang, X. Li, D. He, and H. Huang, “Effect of minor Er and Zr on microstructure and mechanical properties of Al–Mg–Mn alloy (5083) welded joints,” Mater. Sci. Eng., A 561, 226–231 (2013).
A. V. Pozdniakov, V. Yarasu, R. Yu. Barkov, O. A. Yakov-tseva, S. V. Makhov, and V. I. Napalkov, “Microstructure and mechanical properties of novel Al–Mg–Mn–Zr–Sc–Er alloy,” Mater. Lett. 202, 116–119 (2017).
A. G. Mochugovskiy, A. V. Mikhaylovskaya, N. Yu. Tabachkova, and V. K. Portnoy, “The mechanism of L12 phase precipitation, microstructure and tensile properties of Al–Mg–Er–Zr alloy,” Mater. Sci. Eng., A 744, 195–205 (2019).
A. V. Pozdnyakov, R. Yu. Barkov, Zh. Sarsenbaev, S. M. Amer, and A. S. Prosviryakov, “Evolution of microstructure and mechanical properties of a new Al–Cu–Er wrought alloy,” Phys. Met. Metallogr. 120, 614–619 (2019).
S. M. Amer, R. Yu. Barkov, O. A. Yakovtseva, and A. V. Pozdniakov, “Comparative analysis of structure and properties of quasi-binary Al–6.5Cu–2.3Y and Al–6Cu–4.05Er alloys,” Phys. Met. Metallogr. 121, 476–482 (2020).
S. M. Amer, R. Yu. Barkov, O. A. Yakovtseva, I. S. Loginova, and A. V. Pozdniakov, “Effect of Zr on microstructure and mechanical properties of the Al–Cu–Er alloy,” Mater. Sci. Technol. 36, 453–459 (2020).
S. M. Amer, O. A. Yakovtseva, I. S. Loginova, S. V. Medvedeva, A. S. Prosviryakov, A. I. Bazlov, R. Yu. Barkov, and A. V. Pozdniakov, “Phase composition and mechanical properties of a novel precipitation strengthening Al–Cu–Er–Mn–Zr alloy,” Appl. Sci. 10, 5345–5353 (2020).
X. Hu, F. Jiang, F. Ai, and H. Yan, “Effects of rare earth Er additions on microstructure development and mechanical properties of die-cast ADC12 aluminum alloy,” J. Alloys Compd. 538, 21–27 (2012).
Z. M. Shi, Q. Wang, G. Zhao, and R. Y. Zhang, “Effects of erbium modification on the microstructure and mechanical properties of A356 aluminum alloys,” Mater. Sci. Eng., A 626, 102–107 (2015).
M. Colombo, E. Gariboldi, and A. Morri, “Er addition to Al–Si–Mg-based casting alloy: effects on microstructure, room and high temperature mechanical properties,” J. Alloys Compd. 708, 1234–1244 (2017).
M. Colombo, E. Gariboldi, and A. Morri, “Influences of different Zr additions on the microstructure, room and high temperature mechanical properties of an Al–7Si–0.4Mg alloy modified with 0.25% Er,” Mater. Sci. Eng., A 713, 151–160 (2018).
I. I. Novikov, Hot Brittleness of Non-Ferrous Metals and Alloys (Nauka, Moscow, 1966) [in Russian].
D. G. Eskin, Suyitno, and L. Katgerman, “Mechanical properties in the semi-solid state and hot tearing of aluminium alloys,” Prog. Mater. Sci. 49, 629–711 (2004).
V. S. Zolotorevskiy and A. V. Pozdniakov, “Determining the hot cracking index of Al–Si–Cu–Mg casting alloys calculated using the effective solidification range,” Int. J. Cast Met. Res. 27, 193–198 (2014).
V. S. Zolotorevskiy, A. V. Pozdniakov, and A. Yu. Churyumov, “Search for promising compositions for developing new multiphase casting alloys based on Al–Cu–Mg matrix using thermodynamic calculations and mathematic simulation,” Phys. Met. Metallogr. 113, 1052–1060 (2012).
