Nuevas aleaciones de Al-3Zn-3Mg-3Cu-Zr-Y(Er) fundidas y forjadas con mejorada resistencia al calor
Autores: Glavatskikh, Maria V.; Barkov, Ruslan Yu.; Gorlov, Leonid E.; Khomutov, Maxim G.; Pozdniakov, Andrey V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Nuevas aleaciones de Al-3Zn-3Mg-3Cu-Zr-Y(Er) fundidas y forjadas con mejorada resistencia al calorCategoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleaciones
Relación zn/mg
Relación cu/yer
Resistencia al calor
Propiedades de fundición
Propiedades de tracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las principales debilidades de las aleaciones comerciales de Al-Zn-Mg-Cu de alta resistencia son las bajas propiedades de fundición, la corrosión y la resistencia al calor. Las aleaciones de Al-Zn-Mg-Cu con una relación Zn/Mg igual a 1 combinan buena resistencia, corrosión y resistencia al calor. Las aleaciones de Al con una relación atómica Cu/Y(Er) igual a 4 tienen un rango de solidificación estrecho y una alta temperatura de solidus. Se tomaron en consideración dos principios básicos para desarrollar nuevas aleaciones de Al-Zn-Mg-Cu resistentes al calor con propiedades de fundición mejoradas: 1-relación de masa de Zn/Mg = 1, y 2-relación atómica de Cu/Y(Er) = 4. Se investigaron la microestructura, la transformación de fases y las propiedades de tracción de las nuevas aleaciones fundidas y forjadas Al-3Zn-3Mg-3Cu-0.2Zr-Y(Er). La estructura y la composición de fases se investigaron mediante cálculos termodinámicos, microscopía óptica y electrónica de barrido y métodos de difracción de rayos X. Un tratamiento de solución en dos etapas con una temperatura más alta en la segunda etapa proporciona una microestructura con mejor elongación, lo que hace posible aumentar la temperatura de laminado en caliente de las aleaciones que contienen Y o Er. La resistencia al rendimiento (YS) de las aleaciones disminuyó de manera insignificante de 270 a 290 MPa a temperatura ambiente a 225 a 260 MPa a 200 grados C después de la fundición, el tratamiento de solución, el enfriamiento en agua y el envejecimiento. Se logró una mejor combinación de YS = 291-345 MPa y elongación (El.) (11-14.8%) en las aleaciones Al3Zn3Mg3CuY y Al3Zn3Mg3CuEr después del tratamiento de solución, laminado, recocido de recristalización, enfriamiento en agua y envejecimiento en comparación con la aleación Al3Zn3Mg3Cu con YS = 245-340 MPa y El. = 6.8-12.5%.
Descripción
Las principales debilidades de las aleaciones comerciales de Al-Zn-Mg-Cu de alta resistencia son las bajas propiedades de fundición, la corrosión y la resistencia al calor. Las aleaciones de Al-Zn-Mg-Cu con una relación Zn/Mg igual a 1 combinan buena resistencia, corrosión y resistencia al calor. Las aleaciones de Al con una relación atómica Cu/Y(Er) igual a 4 tienen un rango de solidificación estrecho y una alta temperatura de solidus. Se tomaron en consideración dos principios básicos para desarrollar nuevas aleaciones de Al-Zn-Mg-Cu resistentes al calor con propiedades de fundición mejoradas: 1-relación de masa de Zn/Mg = 1, y 2-relación atómica de Cu/Y(Er) = 4. Se investigaron la microestructura, la transformación de fases y las propiedades de tracción de las nuevas aleaciones fundidas y forjadas Al-3Zn-3Mg-3Cu-0.2Zr-Y(Er). La estructura y la composición de fases se investigaron mediante cálculos termodinámicos, microscopía óptica y electrónica de barrido y métodos de difracción de rayos X. Un tratamiento de solución en dos etapas con una temperatura más alta en la segunda etapa proporciona una microestructura con mejor elongación, lo que hace posible aumentar la temperatura de laminado en caliente de las aleaciones que contienen Y o Er. La resistencia al rendimiento (YS) de las aleaciones disminuyó de manera insignificante de 270 a 290 MPa a temperatura ambiente a 225 a 260 MPa a 200 grados C después de la fundición, el tratamiento de solución, el enfriamiento en agua y el envejecimiento. Se logró una mejor combinación de YS = 291-345 MPa y elongación (El.) (11-14.8%) en las aleaciones Al3Zn3Mg3CuY y Al3Zn3Mg3CuEr después del tratamiento de solución, laminado, recocido de recristalización, enfriamiento en agua y envejecimiento en comparación con la aleación Al3Zn3Mg3Cu con YS = 245-340 MPa y El. = 6.8-12.5%.