Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Карта термической обработки сплава для литья под давлением AlSi11MnMg с добавками Al2Ca, составленная на основе планирования полного факторного эксперимента и дисперсионного анализа

Еом Джил-Юн, Г. Б. Айзаабади, Шае К. Ким, Хьюн Сун-кеун, Сим Кьюн Сук, Юнь Юн-Ок

Аннотация


Методами планирования эксперимента (design of experiments - DOE), дисперсионного анализа (analysis of variance - ANOVA) и поверхности отклика (response surface method - RSM) исследовано влияние термической обработки на микроструктуру и механические свойства нового сплава для литья под давлением AlSi11MnMg с добавкой Al2Ca. После литья под высоким давлением образцы обрабатывали на твердый раствор при 490 °C в течение 15 мин и закаливали в холодной воде. Показано, что после обработки на твердый раствор изменяется морфология эвтектического кремния, увеличивается относительное удлинение, снижаются пределы прочности и текучести. Влияние температуры и времени старения на механические свойства при растяжении исследованы на основе матрицы планирования полного факторного эксперимента 4 × 4. Для пределов прочности и текучести, относительного удлинения построена поверхность отклика и получены три уравнения, удовлетворительно предсказывающие механические свойства сплава в функции температуры и времени старения.

Ключевые слова


литье под давлением; сплав Al - Si - Mn - Mg - Ca; ANOVA; DOE; pressure casting; Al - Si - Mn - Mg - Ca alloy; ANOVA; DOE

Полный текст:

PDF

Литература


Kaufman G., Rooy E. Aluminum Alloy Castings: Properties, Processes and Applications // ASM International, Materials Park, Ohaio, USA, 2004.

Rana R., Purohit R., Das S. Reviews on the influences of alloying elements on the microstructure and mechanical properties of aluminum alloys and aluminum alloy composites // Int. J. Sci. Res. Publ. 2012. V. 2. P. 1 - 7.

Yoon O. Y., Ha S. H., Yeom G. Y. et al. Oxidation Behavior of Al2Ca Added Al - 5Mg Alloy in the Liquid State // John Wiley & Sons. Inc., Hoboken, NJ, USA, 2013.

Cao P., Qian Ma, StJohn D. H. Grain coarsening of magnesium alloys by beryllium // Scripta Materialia. 2004. V. 51. P. 647 - 651. (doi: 10.1016/j.scriptamat.2004.06.022).

You B. S., Park W. W., Chung I. S. The effect of calcium additions on the oxidation behavior in magnesium alloys // Scripta Mater. 2000. V. 42. P. 1089 - 1094. (doi: 10.1016/S1359- 6462(00)00344-4).

Kim S. K., Lee J. K., Yoon Y. O., Jo H. H. Development of AZ31 Mg alloy wrought process route without protective gas // J. Mater. Process. Tech. 2007. V. 187 - 188. P. 757 - 760. (doi: 10.1016/j.jmatprotec.2006.11.172).

Jeong J. W., Im J. S., Song K. et al. Transmission electron microscopy and thermodynamic studies of CaO-added AZ31 Mg alloys // Acta Mater. 2013. V. 61. P. 3267 - 3277. (doi: 10.1016/j.actamat.2013.02.015).

Nam N. D., Bian M. Z., Forsyth M. et al. Effect of calcium oxide on the corrosion behaviour of AZ91 magnesium alloy // Corrosion Science. 2012. V. 64. P. 263 - 271. (doi: 10.1016/j.corsci.2012.07.026).

Lee Dong Bok. High temperature oxidation of AZ31 + 0.3 wt.% Ca and AZ31 + 0.3 wt.% CaO magnesium alloys // Corrosion Science. 2013. V. 70. P. 243 - 251. (doi: 10.1016/j.corsci.2013.01.036).

Kim Se-Jun, Hyun Soong-Keun, Kim Shae K., Yoon Young-Ok // Journal of Korea Foundry Society. 2014. V. 34, No. 5. P. 248 - 253. (http://dx.doi.org/10.7777/jkfs.2014.34.5.156).

Ha Seong-Ho, Yoon Young-Ok, Kim Shae K. // Journal of Korea Foundry Society. 2014. V. 34, No. 6. (http://dx.doi.org/ 10.7777/jkfs.2014.34.6.194).

Kim S. K. Design and Development of High-Performance Eco-Mg Alloys, Magnesium Alloys - Design, Processing and Properties / F. Czerwinski (ed.). Intech, 2011. P. 431 - 468. (http://dx.doi.org/10.5772/13836).

Han Y., Samuel A. M., Doty H. W. et al. Optimizing the tensile properties of Al - Si - Cu - Mg 319-type alloys: Role of solution heat treatment // Mater. Des. 2014. V. 58. P. 426 - 438. (http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2014.01.060).

Sokolowski J. H., Djurdjevic M. B., Kierkus C. A., Northwood D. O. Improvement of 319 aluminum alloy casting durability by high temperature solution treatment // J. Mater. Process. Technol. 2001. V. 109. P. 174 - 180. (http://dx.doi.org/ 10.1016/S0924-0136(00)00793-7).

Sjцlander E., Seifeddine S. Optimization of solution treatment of cast Al - 7Si - 0.3 Mg and Al - 8Si - 3Cu - 0.5 Mg alloys // Metall. Mater. Trans. A. 2014. V. 45. P. 1916 - 1927. (http://dx.doi.org/10.1007/s11661-013-2141-9).

Lumley R. N., O'Donnell R. G., Gunasegaram D. R., Givord M. Heat treatment of high-pressure die castings // Metall. Mater. Trans. A 2007. V. 38. P. 2564 - 2574. (http:// dx.doi.org/10.1007/s11661-007-9285-4).

Lumley R. N., Polmear I. J., Curtis P. R. Rapid heat treatment of aluminum high-pressure diecastings // Metall. Mater. Trans. A. 2009. V. 40. P. 1716 - 1726. (http://dx.doi.org/ 10.1007/s11661-009-9836-y).

Lados D. A., Apelian D., Wang L. Solution treatment effects on microstructure and mechanical properties of Al - (1 to 13 pct) Si - Mg cast alloys // Metall. Mater. Trans. B. 2011. V. 42. P. 171 - 180. (http://dx.doi.org/10.1007/s11663-010- 9437-6).

Apelian D., Shivkumar S., Sigworth G. Fundamental aspects of heat treatment of cast Al - Si - Mg alloys // AFS Trans. 1989. V. 97. P. 727 - 742.

Francis J. A., Cantin G. D. The role of defects in the fracture of an Al - Si - Mg cast alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2005. V. 407. P. 322 - 329. (http://dx.doi.org/10.1016/ j.msea.2005.07.042).

Eisaabadi G., Davami P., Kim S. K., Tiryakioğlu M. The effect of melt quality and filtering on the Weibull distributions of tensile properties in Al - 7 % Si - Mg alloy castings // Mater. Sci. Eng. A. 2013. V. 579. P. 64 - 70. (http://dx.doi.org/ 10.1016/j.msea.2013.05.014).

Eisaabadi G., Varahram N., Davami P., Kim S. K. Effect of oxide bifilms on the mechanical properties of cast Al - 7Si - 0.3 Mg alloy and the roll of runner height after filter on their formation // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 548. P. 99 - 105. (http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2012.03.097).

Eisaabadi G., Davami P., Kim S. K. et al. Effect of oxide films, inclusions and Fe on reproducibility of tensile properties in cast Al - Si - Mg alloys: Statistical and image analysis // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 558. P. 134 - 143. (http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2012.07.101).

Eisaabadi G., Tiryakioğlu M., Davami P. et al. The effect of remelting on the melt and casting quality in Al - 7 % Si - Mg castings // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 605. P. 203 - 209. (http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2014.03.032).

Eisaabadi G., Davami P., Kim S. K., Varahram N. Effects of hydrogen and oxides on tensile properties of Al - Si - Mg cast alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 552. P. 36 - 47. (http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2012.04.111).





© Издательский дом «Фолиум», 1993–2021