Effect of HF and ER additions on the mechanical properties and microstructure of AL-MG-SC-ZR system alloys


如何引用文章

全文:

详细

The study addresses the effect of 1580 and 1590 alloys cold rolled strip annealing practices on the alloys’ grain structure and mechanical properties. The 1590 alloy differs from the 1580 alloy by hafnium and erbium additions. Samples of such alloys were produced by casting into a steel mold. After that they were homogenized during 4 h at 440°С. Then the samples were hot rolled at 440°С, with further cold rolling to 2 mm, with the cumulative percentage reduction equal to 66%. The cold rolled strip was annealed at the temperature ranging from 330 to 440°С with 1 h soaking. The sizes and morphology of Al3Sc strengthening nanoparticles were examined in homogenized condition using transmission microscopy. The mechanical properties and grain structure were defined in cold rolled and annealed conditions. During homogenizing annealing in the 1590 alloy finer strengthening nanoparticles are formed compared to the 1580 alloy. Such features of the microstructure can be explained by the presence of erbium, promoting formation of additional Al3Sc-type nanoparticles nuclei, and hafnium, preventing their further growth. Non-recrystallized structure was identified in both alloys after cold rolling and final annealing. The 1590 alloy has better mechanical properties, regardless of the annealing temperature, which is explained by a larger portion and smaller size of strengthening nanoparticles.

作者简介

E. Aryshenskii

Samara National Research University

编辑信件的主要联系方式.
Email: arishenskiy_ev@sibsiu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3875-7749

Doctor of Science (Engineering), PhD, Leading Researcher of ONIL-4

俄罗斯联邦

V. Aryshenskii

Samara National Research University

Email: arysh54@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6869-4764

Doctor of Science (Engineering), Chief Researcher of ONIL-4

俄罗斯联邦

A. Ragazin

Samara National Research University

Email: aleksander.ragazin@samara-metallurg.ru
ORCID iD: 0000-0002-6762-7436

Postgraduate Student of the Department of Metal Technology and Aviation Materials; Engineer of ONIL-4

俄罗斯联邦

D. Rasposienko

M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: rasposienko@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-7670-9054

Candidate of Science (Engineering), Leading Researcher, Head of the Laboratory of Non-ferrous Alloys

俄罗斯联邦

F. Grechnikov

Samara National Research University

Email: gretch@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0002-3767-4004

Academician of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Science (Engineering), Head of the Department of Metal Forming

俄罗斯联邦

V. Makarov

M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences;
Samara National Research University

Email: makarov@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0002-7306-3657

Research Associate;
Junior Researcher of ONIL-4

俄罗斯联邦

S. Konovalov

Samara National Research University;
Siberian State Industrial University

Email: konovalov@sibsiu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4809-8660

Doctor of Science (Engineering), Chief Researcher of ONIL-4;
Vice-Rector for Scientific and Innovative Activities

俄罗斯联邦

参考

  1. Du H., Zhang S., Zhang B., Tao X., Yao Z., Belov N., van der Zwaag S., Liu Z. Ca-modified Al-Mg-Sc alloy with high strength at elevated temperatures due to a hierarchical microstructure. Journal of Materials Science. 2021. V. 56. P. 16145-16157. doi: 10.1007/s10853-021-06310-5
  2. Savchenkov S., Kosov Ya., Bazhin V., Krylov K., Kawalla R. Microstructural master alloys features of aluminum-erbium system. Crystals. 2021. V. 11, Iss. 11. doi: 10.3390/cryst11111353
  3. Zorin I.A., Drits A.M., Aryshenskii E.V., Konovalov S.V., Grechnikov F.V., Komarov V.S. Effect of transition metals on as-cast aluminum alloys microstructure composition. Fundamental’nye Problemy Sovremennogo Materialovedenia. 2022. V. 19, no. 4. P. 520-531. (In Russ.). doi: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.04.011
  4. Blankenship C.P., Starke E.A., Hornbogen E. Microstructure and properties of aluminum alloys. Microstructure and Properties of Materials. P. 1-49. doi: 10.1142/9789814261326_0001
  5. Aryshensky E.V., Aryshensky V.Yu., Drits А.М., Grechnikov F.V., Ragazin А.А. Thermal treatment effect on the mechanical properties of 1570, 1580 and 1590 aluminum alloys. Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2022. V. 21, no. 4. P. 76-87. (In Russ.). doi: 10.18287/2541-7533-2022-21-4-76-87
  6. Zakharov V.V. Effect of scandium on the structure and properties of aluminum alloys. Metal Science and Heat Treatment. 2003. V. 45, Iss. 7-8. P. 246-253. doi: 10.1023/A:1027368032062
  7. Zakharov V.V. Combined alloying of aluminum alloys with scandium and zirconium. Metal Science and Heat Treatment. 2014. V. 56, Iss. 5-6. P. 281-286. doi: 10.1007/s11041-014-9746-5
  8. Sosedkov S.M., Drits A.M., Aryshensky V.Yu., Yashin V.V. Strain hardening of 1565ch, АМg6, 01570 and 1580 alloy plates upon the cold rolling. Tekhnologiya Legkikh Splavov. 2020. No. 1. P. 39-43. (In Russ.)
  9. Hallem H., Forbord B., Marthinsen K. Investigation of Al-Fe-Si alloys with additions of Hf, Sc and Zr. Materials Forum. 2004. V. 28. P. 825-831.
  10. Hallem H., Lefebvre W., Forbord B., Danoix F., Marthinsen K. The formation of Al3 (ScxZryHf1−x−y)-dispersoids in aluminium alloys. Materials Science and Engineering: A. 2006. V. 421, Iss. 1-2. P. 154-160. doi: 10.1016/j.msea.2005.11.063
  11. Booth-Morrison C., Dunand D.C., Seidman D.N. Coarsening resistance at 400˚C of precipitation-strengthened Al-Zr-Sc-Er alloys. Acta Materialia. 2011. V. 59, Iss. 18. P. 7029-7042. doi: 10.1016/j.actamat.2011.07.057
  12. Karnesky R.A., Dunand D.C., Seidman D.N. Evolution of nanoscale precipitates in Al microalloyed with Sc and Er. Acta Materialia. 2009. V. 57, Iss. 14. P. 4022-4031. doi: 10.1016/j.actamat.2009.04.034
  13. Liu X., Wang Q., Zhao C., Li H., Wang M., Chen D., Wang H. Formation of ordered precipitates in Al-Sc-Er-(Si/Zr) alloy from first-principles study. Journal of Rare Earths. 2021. V. 39, Iss. 5. P. 609-620. doi: 10.1016/j.jre.2020.08.005
  14. Röyset J., Ryum N. Scandium in aluminium alloys. International Materials Reviews. 2005. V. 50, Iss. 1. P. 19-44. doi: 10.1179/174328005X14311
  15. Kendig K.L., Miracle D.B. Strengthening mechanisms of an Al-Mg-Sc-Zr alloy. Acta Materialia. 2002. V. 50, Iss. 16. P. 4165-4175. doi: 10.1016/S1359-6454(02)00258-6
  16. Chen H., Chen Z., Ji G., Zhong S., Wang H., Borbély A., Ke Y., Bréchet Y. Experimental and modelling assessment of ductility in a precipitation hardening AlMgScZr alloy. International Journal of Plasticity. 2021. V. 139. doi: 10.1016/j.ijplas.2021.102971

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © VESTNIK of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering, 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-相同方式共享 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».