La microestructura y propiedades de la aleación Al-Mn-Cu-Zr después de la molienda de bolas de alta energía y sinterización por prensado en caliente
Autores: Yakovtseva, Olga A.; Mochugovskiy, Andrey G.; Prosviryakov, Alexey S.; Bazlov, Andrey I.; Emelina, Nadezhda B.; Mikhaylovskaya, Anastasia V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleación
Aleación mecánica
Microestructura
Composición de fases
Propiedades mecánicas
Sinterización por prensado en caliente
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En la presente investigación se procesó una aleación de Al-7.7%Mn-4.9%Zr-3.2%Cu (wt%) mediante aleación mecánica (AM) seguida de sinterización por prensado en caliente. Se investigaron la microestructura, la composición de fases y las propiedades mecánicas de los gránulos de AM y las muestras sinterizadas. Se observó la disolución de Mn, Zr y Cu con la posterior precipitación de la fase Al6Mn durante el fresado de alta energía. En la aleación procesada sin ácido esteárico después de fresar durante ~10 h, se observó una solución sólida a base de Al con ~4.9 wt%Zr, ~3.2 wt%Cu y ~5 wt%Mn con un tamaño de grano de ~16 nm y una microdureza de ~530 HV. La adición de ácido esteárico facilitó la disolución de Mn y la precipitación de la fase Al6Mn durante el fresado, pero condujo a la formación de la fase ZrH2 que disminuyó el soluto de Zr y la microdureza. Se observó la precipitación de las fases Al6Mn, L12-Al3Zr y Al2Cu durante el recocido y la sinterización de los gránulos de AM en el rango de temperatura de 350-375 grados C, y se precipitó una fase adicional Al20Cu2Mn3 a 400-450 grados C. La sinterización por prensado en caliente a 450 grados C proporcionó una baja fracción de cavidades de ~1.5%, una resistencia de fluencia de 1100 MPa, una resistencia a la compresión última de 1200 MPa, una deformación en la fractura de 0.5% a temperatura ambiente, una resistencia de fluencia de 380 MPa, una resistencia a la compresión última de 440 MPa y una deformación en la fractura de 3.5% a 350 grados C. Se estudió la evolución microestructural durante la deformación a alta temperatura en la superficie de la muestra y se discutieron las diferencias en el comportamiento de deformación para las aleaciones sinterizadas a diferentes temperaturas.
Descripción
En la presente investigación se procesó una aleación de Al-7.7%Mn-4.9%Zr-3.2%Cu (wt%) mediante aleación mecánica (AM) seguida de sinterización por prensado en caliente. Se investigaron la microestructura, la composición de fases y las propiedades mecánicas de los gránulos de AM y las muestras sinterizadas. Se observó la disolución de Mn, Zr y Cu con la posterior precipitación de la fase Al6Mn durante el fresado de alta energía. En la aleación procesada sin ácido esteárico después de fresar durante ~10 h, se observó una solución sólida a base de Al con ~4.9 wt%Zr, ~3.2 wt%Cu y ~5 wt%Mn con un tamaño de grano de ~16 nm y una microdureza de ~530 HV. La adición de ácido esteárico facilitó la disolución de Mn y la precipitación de la fase Al6Mn durante el fresado, pero condujo a la formación de la fase ZrH2 que disminuyó el soluto de Zr y la microdureza. Se observó la precipitación de las fases Al6Mn, L12-Al3Zr y Al2Cu durante el recocido y la sinterización de los gránulos de AM en el rango de temperatura de 350-375 grados C, y se precipitó una fase adicional Al20Cu2Mn3 a 400-450 grados C. La sinterización por prensado en caliente a 450 grados C proporcionó una baja fracción de cavidades de ~1.5%, una resistencia de fluencia de 1100 MPa, una resistencia a la compresión última de 1200 MPa, una deformación en la fractura de 0.5% a temperatura ambiente, una resistencia de fluencia de 380 MPa, una resistencia a la compresión última de 440 MPa y una deformación en la fractura de 3.5% a 350 grados C. Se estudió la evolución microestructural durante la deformación a alta temperatura en la superficie de la muestra y se discutieron las diferencias en el comportamiento de deformación para las aleaciones sinterizadas a diferentes temperaturas.