Efecto de la Aleación Mecánica en la Disolución del Mn Elemental y del Compuesto Al-Mn en el Aluminio
Autores: Yakovtseva, Olga A.; Emelina, Nadezhda B.; Mochugovskiy, Andrey G.; Bazlov, Andrey I.; Prosviryakov, Alexey S.; Mikhaylovskaya, Anastasia V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Frontera de grano
Solución sólida
Mecanismos de endurecimiento por precipitación
Propiedades mecánicas
Mn elemental
Fase Al6Mn
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los mecanismos de límites de grano, solución sólida y endurecimiento por precipitación son importantes para controlar las propiedades mecánicas de las aleaciones a base de Al. Debido a la deformación plástica severa, la aleación mecánica refina la estructura de grano a un nivel nanométrico, lo que lleva a un fuerte aumento en el contenido de soluto y el efecto de fortalecimiento relacionado de los átomos de soluto y los precipitados de fase secundaria. Este estudio analizó la disolución de los elementos Mn y la fase Al6Mn en Al durante el fresado de bolas de alta energía. Para este propósito, se compararon los datos de XRD, la microestructura y las evoluciones de dureza para dos aleaciones de Al-5.2 at% Mn preparadas por aleación mecánica utilizando polvos elementales de Al y Mn y una aleación maestra pre-fundida. En la aleación maestra de dos fases, que contiene la solución sólida de Al y la fase Al6Mn, se facilitaron la acumulación de deformación, el refinamiento de grano, la sobresaturación de la solución sólida y los efectos de endurecimiento inducidos por el fresado. Tanto el Mn elemental como el compuesto intermetálico se disolvieron durante la aleación mecánica, y el contenido máximo de soluto estuvo cerca del 3.1 at% de Mn. Se observó un tamaño cristalino fino de ~25 nm y el contenido máximo de soluto de Mn después del fresado de polvos elementales y la aleación maestra durante 60 h y 20 h, respectivamente. La microdureza de ~3 GPa correspondió a un contenido de soluto de Mn de ~3.1%, y la microdureza aumentó a ~5 GPa después de un fresado a largo plazo debido al efecto de endurecimiento por precipitación de la fase secundaria Al6Mn en la aleación maestra.
Descripción
Los mecanismos de límites de grano, solución sólida y endurecimiento por precipitación son importantes para controlar las propiedades mecánicas de las aleaciones a base de Al. Debido a la deformación plástica severa, la aleación mecánica refina la estructura de grano a un nivel nanométrico, lo que lleva a un fuerte aumento en el contenido de soluto y el efecto de fortalecimiento relacionado de los átomos de soluto y los precipitados de fase secundaria. Este estudio analizó la disolución de los elementos Mn y la fase Al6Mn en Al durante el fresado de bolas de alta energía. Para este propósito, se compararon los datos de XRD, la microestructura y las evoluciones de dureza para dos aleaciones de Al-5.2 at% Mn preparadas por aleación mecánica utilizando polvos elementales de Al y Mn y una aleación maestra pre-fundida. En la aleación maestra de dos fases, que contiene la solución sólida de Al y la fase Al6Mn, se facilitaron la acumulación de deformación, el refinamiento de grano, la sobresaturación de la solución sólida y los efectos de endurecimiento inducidos por el fresado. Tanto el Mn elemental como el compuesto intermetálico se disolvieron durante la aleación mecánica, y el contenido máximo de soluto estuvo cerca del 3.1 at% de Mn. Se observó un tamaño cristalino fino de ~25 nm y el contenido máximo de soluto de Mn después del fresado de polvos elementales y la aleación maestra durante 60 h y 20 h, respectivamente. La microdureza de ~3 GPa correspondió a un contenido de soluto de Mn de ~3.1%, y la microdureza aumentó a ~5 GPa después de un fresado a largo plazo debido al efecto de endurecimiento por precipitación de la fase secundaria Al6Mn en la aleación maestra.