místa, kde lze očekávat minimální vlastnosti, které potom rozhodují o užitných vlastnostech výrobku. Sledování nehomogenity a anizotropie mechanických

Podobné dokumenty
NEHOMOGENITA A ANIZOTROPIE ÚNAVOVÝCH VLASTNOSTÍ VÝLISKŮ ZE SLITINY HLINÍKU AA6082

OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg

SLITINA AlMg3 LEGOVANÁ Sc A Zr PŘIPRAVENÁ PRÁŠKOVOU METALURGIÍ. AlMg3 ALLOY WITH Sc AND Zr ADDITIONS PREPARED BY POWDER METALLURGY METHOD

(výlisky, výkovky) je častým problémem výskyt hrubě rekrystalizovaných vrstev, je možný příznivý účinek Sc a Zr na potlačení rekrystalizace lákavý. Pr

VLIV Sc A Zr A HOMOGENIZAČNÍHO ŽÍHÁNÍ NA STRUKTURU A VLASTNOSTI SLITINY AA6082

VLIV Sc A Zr NA PRECIPITAČNÍ ZPEVNĚNÍ SLITIN HLINÍKU. EFFECT OF Sc AND Zr ON THE PRECIPTATION HARDENING OF ALUMINIUM ALLOYS

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA STRUKTURU SLITINY HLINÍKU AA7075 PO INTENZIVNÍ PLASTICKÉ DEFORMACI METODOU ECAP

INFLUENCE OF HEAT RE-TREATMENT ON MECHANICAL AND FATIGUE PROPERTIES OF THIN SHEETS FROM AL-ALLOYS. Ivo Černý Dagmar Mikulová

INFLUENCE OF TEMPERING ON THE PROPERTIES OF CAST C-Mn STEEL AFTER NORMALIZING AND AFTER INTERCRITICAL ANNEALING. Josef Bárta, Jiří Pluháček

Číselné označování hliníku a jeho slitin dle ČSN EN 573 1:2005 ( )

VLIV OBSAHU NIKLU NA VLASTNOSTI LKG PO FERITIZAČNÍM ŽÍHÁNÍ EFFECT OF THE CONTENT OF NICKEL ON DI PROPERTIES AFTER FERRITIZATION ANNEALING

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA LITÝCH NIKLOVÝCH SLITIN PO DLOUHODOBÉM ÚČINKU TEPLOTY

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI A VYSOKOTEPLOTNÍ STABILITU NIKLOVÉ SLITINY IN 792 5A

HODNOCENÍ VLASTNOSTÍ VÝKOVKŮ ROTORŮ Z OCELI 26NiCrMoV115

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

ASTM A694 F60 - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI ASTM A694 F60 HEAT TREATMENT AND MECHANICAL PROPERTIES

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

a UJP PRAHA a.s., Nad Kamínkou 1345, Praha Zbraslav, b PBS Velká Bíteš a.s. Vlkovská 279, Velká Bíteš,

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A STRUKTURNÍ STABILITY SUPERSLITINY NA BÁZI NIKLU DAMERON. Karel Hrbáček a

CREEP AUSTENITICKÉ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM CREEP OF AUSTENITIC DUCTILE CAST IRON

ZKOUŠKY MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC

PRVNÍ POZNATKY Z VÁLCOVÁNÍ MIKROLEGOVANÝCH PÁSŮ S MEZÍ KLUZU NAD 460 MPa NA TRATI STECKEL. Radim Pachlopník Pavel Vavroš

VŠB Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical engineering, 17. Listopadu 15, Ostrava Poruba, Czech Republic

DEGRADACE STRUTURY A MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY LVN13 DLOUHODOBÝM ÚČINKEM TEPLOTY

a) VÚK Panenské Břežany s.r.o., Panenské Břežany 50, Odolena Voda , ČR b) ČVUT FJFI, Katedra materiálů, Trojanova 13, Praha 2, , ČR

MOŽNOSTI TVÁŘENÍ MONOKRYSTALŮ VYSOKOTAVITELNÝCH KOVŮ V OCHRANNÉM OBALU FORMING OF SINGLE CRYSTALS REFRACTORY METALS IN THE PROTECTIVE COVER

VLIV Sc A Zr NA STRUKTURU A VLASTNOSTI SLITINY Al-Mn1,5. EFFECT of Sc AND Zr ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF Al-Mn1.5 ALLOY

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

HODNOCENÍ MIKROSTRUKTURY A VLASTNOSTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY AZ91HP EVALUATION OF MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SAND CAST AZ91HP MAGNESIUM ALLOY

, Hradec nad Moravicí ÚNAVOVÉ VLASTNOSTI AL SLITIN AA 2017, AA 2007 A AA2015

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování

HLINÍK A JEHO SLITINY

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ, MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA PERSPEKTIVNÍCH LITÝCH NIKLOVÝCH SUPERSLITIN

VLASTNOSTI OCELI CSN (DIN C 45) S VELMI JEMNOU MIKROSTRUKTUROU PROPERTIES OF THE C45 DIN GRADE STEEL (CSN 12050) WITH VERY FINE MICROSTRUCTURE

VLASTNOSTI NiCrW SLITIN BĚHEM DLOUHODOBÉHO ŽÍHÁNÍ. PROPERTIES OF NiCrW ALLOYS DURING LONG-RUN HIGH- TEMPERATURE ANNEALING

Analýza technologie lisování šroubů z nové feriticko martenzitické oceli

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ NIKLOVÝCH SUPERSLITIN HEAT TREATMENT OF HIGH-TEMPERATURE NICKEL ALLOYS. Božena Podhorná a Jiří Kudrman a Karel Hrbáček b

MĚŘENÍ ELASTICITRY OVLIVNĚNÝCH PÁSEM SVAROVÝCH SPOJŮ VYSOKOPEVNOSTNÍCH OCELÍ

STATISTICKÉ PARAMETRY OCELÍ POUŽÍVANÝCH NA STAVBU OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

ŽÍHÁNÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

Pojednání ke státní doktorské zkoušce. Hodnocení mechanických vlastností slitin na bázi Al a Mg s využitím metody AE

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

NOVÉ POZNATKY O STRUKTUŘE TVÁŘENÉ SLITINY AlSi12CuMgNi (AA 4032) Katedra náuky o materiáloch, Slovenská republika

POSSIBLE GENERALISATION OF DECREASE IN MECHANICAL PROPERTIES OF CARBON STEEL (ČSN ) ON OTHER STEELS

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

POVRCHOVÉ VYTVRZENÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM PLAZMOVOU NITRIDACÍ SURFACE HARDENING OF NIOBIUM-CONTAINING PM TOOL STEEL BY PLASMA NITRIDING

VLIV OBSAHU HLINÍKU NA VLASTNOSTI HOŘČÍKOVÝCH SLITIN PŘI ODLÉVÁNÍ DO BENTONITOVÝCH A FURANOVÝCH FOREM

MOŽNOSTI VYUŽITÍ MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ. Tomáš Schellong Kamil Pětroš Václav Foldyna. JINPO PLUS a.s., Křišťanova 2, Ostrava, ČR

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

STŘEDNÍ PŘIROZENÉ DEFORMAČNÍ ODPORY PŘI TVÁŘENÍ OCELÍ ZA TEPLA - VLIV CHEMICKÉHO A STRUKTURNÍHO STAVU

Tváření. produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad)

VÝZKUM MOŽNOSTÍ ZVÝŠENÍ ŽIVOTNOSTI LOŽISEK CESTOU POVRCHOVÝCH ÚPRAV

Tváření,tepelné zpracování

VLASTNOSTI PM SLITINY AlCr6Fe2Ti S VYSOKOU TEPELNOU STABILITOU. PROPERTIES OF PM AlCr6Fe2Ti ALLOY WITH HIGH THERMAL STABILITY

Nanotým VŠB TU Ostrava CZ.1.07/2.3.00/

PROHLÁŠENÍ O VLASTNOSTECH číslo 20/2014/09

Základy stavby výrobních strojů Tvářecí stroje I

VÝVOJ NOVÝCH NÁSTROJOVÝCH OCELÍ PRO KOVACÍ ZÁPUSTKY

Gabriela DOROCIAKOVÁ a, Miroslav GREGER a, Radim KOCICH a a Barbora KUŘETOVÁ a

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

ŽÍHÁNÍ 1. ŽÍHÁNÍ OCELÍ

NAUKA O MATERIÁLU I. Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení)

Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

NÁVRHÁŘ. charakteristika materiálu. Numerický experiment Integrovaný model Dynamický materiálový model. kontrolovatelné parametry

DETERMINATION OF MECHANICAL AND ELASTO-PLASTIC PROPERTIES OF MATERIALS BY NANOINDENTATION METHODS

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

NEKONVENČNÍ VLASTNOSTI OCELI 15NiCuMoNb5 (WB 36) UNCONVENTIONAL PROPERTIES OF 15NiCuMoNb (WB 36) GRADE STEEL. Ladislav Kander Karel Matocha

OBSERVATION OF KINETICS OF STRUCTURAL CHANGES DURING LONG-TERM ANNEALING OF TRANSITIONAL WELDS ON P91 STEEL

PODSTATA VYSOKOTEPLOTNÍ STABILITY Ni-Cr-W-C SLITIN. THE NATURE OF HIGH-TEMPERATURE HEAT RESISTANCE OF Ni-Cr-W-C ALLYS

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

VYSOCEPEVNÉ HLINÍKOVÉ SLITINY SE ZLEPŠENÝMI SLÉVÁRENSKÝMI VLASTNOSTMI

Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

HODNOCENÍ TVAŘITELNOSTI SLITINY AZ91 KLÍNOVOU ZKOUŠKOU USING WEDGE TESTS FOR FORMING EVALUATION OF MAGNESIUM ALLOYS AZ91

HLINÍK. Lehké neželezné kovy a jejich slitiny

ZPRACOVÁNÍ POVRCHU HLINÍKOVÉ SLITINY LASEREM SURFACE TREATMENT OF ALUMINUM ALLOY BY LASER TECHNOLOGY. Jiří Cejp Irena Pavlásková

Precipitace. Změna rozpustnosti je základním předpokladem pro precipitační proces

STRUKTURA A VLASTNOSTI LISOVANÝCH TYČÍ ZE SLITINY CuAl10Ni5Fe4 STRUCTURE AND PROPERTIES OF PRESSED RODS FROM CuAl10Ni5Fe4 ALLOY

Vlastnosti W 1,3. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

TVÁŘENÍ. Objemové a plošné tváření

Hliníkové a nerezové konstrukce

STRUKTURA A VLASTNOSTI HORCÍKOVÉ SLITINY AZ91 LITÉ DO PÍSKU A METODOU SQUEEZE CASTING

PŘÍPOJNICE PRO VYSOKONAPĚŤOVÉ STANICE

Vliv tepelně-mechanického zpracování na mechanické vlastnosti nové obrobitelné slitiny Al.CuSnBi

Výrobky válcované za tepla z konstrukčních ocelí Část 2: Technické dodací podmínky pro nelegované konstrukční oceli

VLIV MLETÍ ÚLETOVÉHO POPÍLKU NA PRŮBĚH ALKALICKÉ AKTIVACE

ČESKÁ NORMA Únor 1995 ČSN EN Letectví a kosmonautika. Slitina hliníku

Použití. Části formy V 0,9. Části nástroje. Matrice Podpěrné nástroje, držáky matric, pouzdra, lisovací podložky,

KOROZNÍ CHOVÁNÍ Mg SLITIN V PROVZDUŠNĚNÉM FYZIOLOGICKÉM ROZTOKU

Svařitelnost vysokopevné oceli s mezí kluzu 1100 MPa

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

ÚNAVOVÉ VLASTNOSTI OBROBITELNÝCH HLINÍKOVÝCH SLITIN AA 2007 A AA2015 FATIGUE PROPERTIES OF MACHINABLE ALUMINIUM ALLOYS AA2007 AND AA2015

SMĚROVÁ KRYSTALIZACE EUTEKTIK SYSTÉMU Ti-Al-Si DIRECTIONAL CRYSTALLIZATION OF Ti-Al-Si EUTECTICS

SLEDOVÁNÍ VLIVU TEPLOTY A DEFORMACE NA STRUKTURU A VLASTNOSTI UHLÍKOVÝCH A MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ

VLIV MIKROSTRUKTURY NA ODOLNOST DUPLEXNÍ OCELI 22/05 VŮČI SSC. Petr Jonšta a Jaroslav Sojka a Petra Váňová a Marie Sozańska b

VYSOKOTEPLOTNÍ CREEPOVÉ VLASTNOSTI SLITINY Fe31Al3Cr S PŘÍSADOU Zr. HIGH TEMPERATURE CREEP PROPERTIES Fe31Al3Cr ALLOY WITH Zr ADITIVE

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SVAROVÝCH SPOJŮ MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ T24 A P92. Ing. Petr Mohyla, Ph.D.

STUDIUM ODUHLIČENÍ POVRCHOVÝCH VRSTEV LOŽISKOVÝCH OCELÍ 100Cr6. RESEARCH OF DECARBURIZATION SURFACE LAYER OF BEARING STEEL 100Cr6

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

Transkript:

NEHOMOGENITA STRUKTURY A VLASTNOSTI VÝLISKŮ ZE SLITINY HLINÍKU AA6082 MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES HETEROGENEITY OF EXTRUSIONS FROM ALLOY AA6082 Vladivoj Očenášek*, Petr Sedláček**, Miroslav Jelínek** *VÚK Panenské Břežany,s.r.o., Panenské Břežany 50, 250 70 Odolena Voda, e-mail: ocenasek.vuk@volny.cz ** STROJMETAL KAMENICE,a.s., Ringhofferova č.66, 251 68 Kamenice Abstrakt Lisované profily větších průřezů z vytvrzovatelných slitin hliníku jsou charakteristické výraznou nehomogenitou a anizotropií vlastností. Původ této nehomogenity i anizotropie spočívá ve vzájemném působení nehomogenní deformace při lisování a rozpadem tuhého roztoku při vytvrzování. Slitina AA6082 patří v současné době mezi slitiny, které jsou hojně používány v automobilovém průmyslu na výlisky a výkovky. Výchozím materiálem pro výkovky jsou obvykle výlisky. Při studiu struktury výkovků je nutné znát nejen parametry kování a konečného tepelného zpracování, ale i podmínky za kterých jsou vyráběny výlisky. Příspěvek se zabývá nehomogenitou a anizotropií struktury a vlastností výlisku o rozměrech 105 x 16,7 mm 2, který se používá při kování výkovků pro automobilový průmysl. Pro sledování vlivu další plastické deformace na vývoj struktury a vlastností výlisku bylo zvoleno modelové válcování za tepla. Je vyhodnocen vliv této deformace na strukturu a mechanické vlastnosti po průřezu profilu po závěrečném tepelném zpracování na stav T6. Abstract The extruded shapes of large cross-section made from age-hardenable aluminium alloys often exhibit important heterogeneity and anisotropy of properties. Heterogeneity and anisotropy takes its rise from the interaction between the non-uniform strain due to extrusion and the decomposition of solid solution during age hardening. The alloy AA6082 is at present one of the alloys that are largely used in the automotive industry in extrusions and forgings. The input products for forgings are usually extrusions. To understand the microstructure of forgings, it is indispensable to have information not only about forging parameters and forgings heat treatment but also about the conditions of the manufacturing of extrusion. The paper deals with the heterogeneity and anisotropy of the microstructure and properties of extrusions of size 105 x 16,7 mm 2 that are used as input material for forging used in automobiles. Model hot rolling procedure was used as simulation of forging and its effect on the evolution of microstructure and properties of the extrusion. The influence of this forming operation on the variation trough the cross-section of microstructure and properties obtained by the final annealing to condition T6 was assessed. 1. ÚVOD Vlastnosti výrobků z vytvrzovatelných Al slitin jsou ve stavu po tepelném zpracování (rozpouštěcí žíhání a stárnutí) významně anizotropní a nehomogenní. Zejména v leteckém a automobilovém průmyslu je nutné pro konkrétní výrobek (výlisek, výkovek) znát kritická 1

místa, kde lze očekávat minimální vlastnosti, které potom rozhodují o užitných vlastnostech výrobku. Sledování nehomogenity a anizotropie mechanických vlastností je proto věnována stálá pozornost. Pozornost byla zatím soustředěna zejména na letecké vytvrzovatelné vysokopevné slitiny řady 2XXX, 7XXX a slitiny hliníku legované Li [1-11]. Slitinám se střední pevností typu Al-Mg-Si zatím taková pozornost věnována nebyla. V souvislosti se zvyšujícími se nároky na konstrukční materiály, které se používají v automobilovém průmyslu a s tendencí používat svařované konstrukce i v letectví, se obrací pozornost i na slitiny řady 6XXX. Předmětem výzkumu, kterému je věnován tento příspěvek, je v současné době v praxi velmi využívaná slitina této řady - slitina AA6082. Anizotropie a nehomogenita struktury a vlastností se může měnit v průběhu technologického procesu výroby. Typickým příkladem je zápustkové kování, pro které se obvykle používá jako vstupní materiál průtlačně lisovaná tyč nebo profil. Nehomogenita a anizotropie struktury a vlastností je již charakteristickým rysem výlisku, kdy při usměrněném toku materiálu lisovací matricí vzniká velmi výrazná vláknitá struktura. Tato struktura se potom v průběhu tváření v zápustce výrazně mění. Pro predikci konečných vlastností výkovků je proto žádoucí sledovat změny struktury a vlastností, ke kterým dochází při deformace výlisků za tepla. Protože vlastnosti i struktura výlisků i výkovků jsou zásadním způsobem ovlivněny tepelným zpracováním, je pro hodnocení nehomogenity a anizotropie vlastností účelné sledovat vliv následné plastické deformace výlisků po konečném tepelném zpracování. Tok materiálu je však při kování většiny reálných výkovků velmi komplikovaný a umístění zkušebních těles ve výkovku pro hodnocení nehomogenity a anizotropie vlastností bývá z rozměrových důvodů buď obtížné a nebo ve většině případů prakticky nemožné. Proto bylo ze studijních důvodů sledování vlivu deformace za tepla při kování výlisku na nehomogenitu a anizotropii struktury a vlastností nahrazeno válcováním. Při něm lze definovat velikost deformace, její homogenitu po průřezu výlisku a lze snadno zajistit u sledovaného pravoúhlého průřezu jak umístění zkušebních těles, tak definovat dobře jejich orientaci vůči původní orientaci vláken po lisování. 2. EXPERIMENTÁLNÍ MATERIÁL Pro experimentální práce byl zvolen výlisek ze slitiny AA6082. Chemické složení použitého materiálu je uvedeno v Tabulce1. Ke zkouškám byly použity přířezy délky 370 mm odebrané z lisovaného profilu obdélníkového průřezu 107,2x16,7 mm. Z těchto přířezů se kovají ve Strojmetalu Kamenice,a.s. výkovky používané v automobilovém průmyslu. Tabulka 1 Chemické složení experimentálního materiálu Table 1 Chemical composition of investigated alloy Prvek Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Hm.% 1,01 0,17 0,067 0,66 0,84 0,16 0,030 0,032 Přířezy se pro kování používají v lisovaném nevytvrzeném stavu. V tomto stavu byly použity i pro modelové válcování za tepla. Válcování jedním úběrem na tloušťku 9 mm ve směru lisování (redukce 46%) proběhlo při teplotě 530 C, t.j. při teplotě, která je používána i při kování této slitiny. Mechanické vlastnosti výlisku i vývalku byly sledovány ve vytvrzeném stavu v příčném i podélném směru. Směr je přitom směrem lisování. V podélném směru tak bylo po průřezu odebráno 6 tyčí, v příčném 3 tyče. Struktura byla hodnocena uprostřed (P) a na kraji (K) obdélníkového průřezu a v obou místech byla hodnocena jak v ose tak při povrchu výlisku. Ve všech pozicích byla struktura výlisku zdokumentována ve 2

dvou navzájem kolmých řezech (L-S a S-T), u vývalku i ve třetím řezu (S-L). Kromě zkoušky tahem byla měřena tvrdost HV30 a metodou vířivých proudů i konduktivita γ. Parametry tepelného zpracování na stav T6 byly následující: rozpouštěcí žíhání 530 C/1 hodina, ochlazení ve vodě teploty 20 C a bezprostřední umělé stárnutí 160 C/10 hodin. Orientace, umístění a označení zkušebních těles pro zkoušku tahem a vzorků na hodnocení struktury jsou uvedeny na Obr.1. L T K P Obr.1 Schéma odběru zkušebních těles z výlisku a vývalku pro zkoušku tahem (L, T) a hodnocení struktury (K, P) L T S Fig.1 Placement of tensile test (T, L) and structure analysis (K, P) specimens in an extruded and hot rolled section as well 3. VŹSLEDKY A JEJICH DISKUSE 3.1 Mechanické vlastnosti Výsledky hodnocení mechanických vlastností zkouškou tahem jsou graficky zpracovány na Obr.2 až 5, naměřené tvrdosti a konduktivita jsou uvedeny v Tabulce 1. Naměřené hodnoty zkouškou tahem ukazují, že mechanické vlastnosti v tepelně zpracovaném výlisku jsou po průřezu nehomogenní a anizotropní (Obr.2 až 4). V souladu s nehomogenitou vlastností dalších vytvrzovatelných slitin typu Al-Cu-Mg, Al-Zn-Mg-Cu a Al-Li [2,7,9] je pozorováno maximum pevnostních vlastností na krajích průřezu, minimální potom v jeho střední partii. Hodnoty ve směru kolmém na směr lisování jsou cca o 20 MPa nižší. Tažnosti vykazují větší rozptyl a opačnou tendenci než pevnostní hodnoty, t.j. na kraji průřezu jsou tažnosti nižší, než ve střední části průřezu. Rp0,2 /MPa/ 400 375 350 325 300 275 R p0,2 výlisek vývalek 250 Obr.2 Změny R p0,2 po průřezu v podélném směru a v příčném směru v ose výlisku a vývalku Fig.2. Cross-section heterogeneity and anisotropy of the yield strength of extruded and then hot rolled section Rm /MPa/ 450 425 400 375 350 325 300 275 výlisek vývalek R m 250 Obr.3 Změny R m po průřezu v podélném směru a v příčném směru v ose výlisku a vývalku Fig.3 Cross-section heterogeneity and anisotropy of the ultimate strength of extruded and then hot rolled section 3

A /%/ 25 20 15 výlisek vývalek 10 Obr.4 Změny tažnosti A po průřezu v podélném směru a v příčném směru v ose výlisku a vývalku Fig.4 Cross-section heterogeneity and anisotropy of the elongation of extruded and then hot rolled section Hodnoty tvrdosti a konduktivity uvedené v Tab.1 jsou v souladu se stavem rozpadu tuhého roztoku. Nízká tvrdost a vysoká konduktivita výlisku (v měkkém stavu) odpovídá přestárnutému stavu, vysoká tvrdost a nižší konduktivita výlisku i výkovku po tepelném zpracování na stav T6 odpovídají stavu po precipitačním zpevnění. Po deformaci válcováním a následném tepelném zpracování se mění mechanické vlastnosti jak z pohledu nehomogenity po průřezu, tak z pohledu anizotropie. Po válcování a tepelném zpracování na stav T6 dochází v podélném i příčném směru ke snížení pevnostních hodnot (Obr.2 a 3). V případě tažnosti dochází ke zvýšení tažnosti v podélném směru, v příčném směru se naopak tažnost ve srovnání s výliskem sníží (Obr.4). V případě pevnostních hodnot je rovněž zajímavé to, že pevnosti ve vývalku jsou ve střední partii stejné v podélném i příčném směru. Tabulka 1 Tvrdost a vodivost výlisku a vývalku Table 1 Hardness and elektrical conductivity of extruded and rolled sections Výlisek Vývalek Vlastnost / Stav lisovaný ve stavu T6 ve stavu T6 Tvrdost HV 30 [1] 51,6 ± 1,1 116 ± 1,6 119± 2,1 Konduktivita γ [m.ohm/mm 2 ] 28,1 26,0 25,5 Deformace válcováním rovněž ukázala na to, že i když je deformace homogenní po průřezu profilu, tak nehomogenita struktury po průřezu způsobená nehomogenním tokem materiálu při lisování reaguje na deformaci v různých místech průřezu různě. Na Obr.5 je vynesen pro jednotlivá místa po průřezu rozdíl pevnostních hodnot mezi výliskem a vývalkem Pokles vlastností v podélném směru u vývalku je maximální v krajové části profilu, a je pro mez pevnosti i mez kluzu téměř 90MPa. Ve střední partii výlisku (vývalku) je rozdíl konstantní a pohybuje se od 40 do 50MPa. V případě tažnosti A (Obr.6) v podélném směru je průběh změn tažnosti A po průřezu opačný než je tomu u pevnostních hodnot. Ve všech měřených místech je ve vývalku tažnost nižší než ve výlisku, v jeho okraji zhruba o 5%, ve střední části je tento rozdíl kolem 1%. Ve směru kolmém na směr lisování a válcování se ve střední části profilu chovají pevnostní vlastnosti a tažnost odlišně. Zatímco meze R p0,2 a R m jsou ve výlisku o 25, resp.15 MPa vyšší než ve vývalku, jsou tažnosti výlisku o 2,5% vyšší než ve vývalku. 4

Rm, Rp0,2 /MPa/ 100 80 60 40 R m R x =R x (výlisek) - R x (vývalek) R p0,2 A /%/ 5 0-5 A=A (výlisek) - A (vývalek) 20 Obr.5 Vliv válcování na změny podélných pevnostních vlastností po průřezu výlisku Fig.5 Impact of the hot rolling on the heterogeneity of yield and ultimate strength across the cross-section, L-direction -10 Obr.6 Vliv válcování na změny tažnosti po průřezu výlisku, podélný směr Fig.6 Impact of the hot rolling on the heterogeneity of elongation across the crosssection, L-direction 3.2 Struktura Uvedený charakter nehomogenity a anizotropie mechanických vlastností je typický pro nerekrystalizovanou (t.j. pouze převážně zotavenou a vláknitou) strukturu v celém objemu materiálu. To potvrzují i struktury na obr.6 a 7, kde je dokumentována struktura ze středu tloušťky lisovaného profilu. Následná deformace při válcování za tepla a závěrečné tepelné zpracování vedou k úplné rekrystalizaci v celém objemu materiálu (Obr.8 a 9). U kraje vývalku (K) má zrno tvar mírně zploštělého válečku nepravidelného průřezu (Obr.8), ve středu vývalku (P) jsou válečky více zploštělé (Obr.9). Tvar zrn (míra zploštění) se mění místo od místa a je velmi závislý na místě odběru nejen po průřezu ale i po tloušťce. Obr.7 Struktura na kraji výlisku (K) po tepelném zpracování na stav T6 Fig.7 Structure near the edge of the extruded section (K) after heat treating for T6 temper Obr.8 Struktura ve středu výlisku (P) po tepelném zpracování na stav T6 Fig.8 Structure in the centre of the extruded section (P) after heat treating for T6 temper 5

Obr.9 Struktura na kraji vývalku (K) po tepelném zpracování na stav T6 Fig.9 Structure near the edge of the extruded and then hot rolled section (K), heat treated for T6 temper Obr.10 Struktura ve středu vývalku (P) po tepelném zpracování na stav T6 Fig.10 Structure in the centre of the extruded and then hot rolled section (P), heat treated for T6 temper 3.3 Diskuse Při interpretaci uvedených výsledků vlivu plastické deformace za tepla a následného tepelného zpracování na mechanické vlastnosti a strukturu výlisku je nutné brát na zřetel použité parametry deformace. V podmínkách zápustkového kování je průběh deformace (velikost, rychlost, směr toku materiálu) odlišný od použitého válcování. Zatímco při použitém modelovém způsobu deformace válcováním (ve směru vláken lisované struktury) se jednalo o konstantní parametry deformace v celém průřezu, jsou při kování velikost a rychlost deformace a směr toku materiálu v různých částech výkovku různé. Přesto, nebo právě proto, jsou získané výsledky vlivu plastické deformace za tepla na změny struktury a vlastností názorné. V případě válcování se snadněji interpretují, než by tomu bylo při kování v reálné zápustce. Dalším charakteristickým rysem nehomogenních lisovaných struktur jsou povrchové vrstvy, u kterých dochází velmi často buď v průběhu lisování, po něm a nebo v průběhu ohřevu na teplotu rozpouštěcího žíhání k výraznému odpevnění zotavením nebo rekrystalizací. Toto odpevnění vede ke vzniku hrubozrnných struktur, které mají nepříznivý dopad na mechanické vlastnosti. Na Obr.11 a 12 je ve srovnání s Obr.7 a 8 v obou místech průřezu lisovaného profilu (K) a (P) dobře patrný výrazný rozdíl ve velikosti zotaveného zrna mezi středovou a povrchovou oblastí. Tento rozdíl mezi středovou a povrchovou oblastí se zachovává i u výlisku po válcování. Na rozdíl od výlisku se však tento rozdíl odehrává v plně rekrystalizované struktuře. Válcování za tepla a následné tepelné zpracování na stav T6 vedlo k úplné rekrystalizaci, přičemž v povrchové vrstvě je struktura výrazně hrubozrnná (Obr.13 a 14). Tloušťka hrubozrnné povrchové vrstvy u výlisku i vývalku není po celém obvodu průřezu konstantní. Její tloušťka se pohybovala od 1 do 3,5 mm. V souvislosti s mechanickými vlastnostmi výlisku a vývalku je však nutné upozornit na to, že mechanické vlastnosti uvedené na Obr.2 až 4 charakterizují strukturu ve středové oblasti výlisku, případně vývalku. Povrchové, velmi hrubozrnné vrstvy jsou při výrobě zkušebních těles soustružením odstraněny. V případě, že by se podařilo vyrobit zkušební tělesa i z povrchových oblastí, byly by mechanické vlastnosti výrazně nižší než naměřené hodnoty ze středu výrobku. 6

Deformace za tepla válcováním ukázala, že u výkovku je nutné počítat vždy s rekrystalizovanou strukturou, se sklonem k hrubnutí zrna. V uzavřené zápustce však s největší pravděpodobností půjde ve srovnání s válcováním o větší rychlosti deformace a větší změny v usměrnění struktury v souvislosti s komplikovaným tvarem výkovků. V některých místech výkovků se tak mohou objevit velká a prostorově protažená rekrystalizovaná zrna. U výkovku je rovněž nutné počítat s hrubozrnnými vrstvami, které se do výkovku zkopírují z povrchových vrstev výlisku. Obr.11 Struktura na kraji výlisku (K) při povrchu po tepelném zpracování na stav T6 Fig.11 Structure near the edge of the extruded section (K), heat treated for T6 temper, surface region Obr.12 Struktura ve středu výlisku (P) při povrchu po tepelném zpracování na stav T6 Fig.12 Structure in the centre of the extruded section (P), heat treated for T6 temper, surface region Obr.13 Struktura na kraji vývalku (K) při povrchu po tepelném zpracování na stav T6 Fig.13 Structure near the edge of the extruded and then hot rolled section (K), heat treated for T6 temper, surface region Obr.14 Struktura ve středu vývalku (P) při povrchu po tepelném zpracování na stav T6 Fig.14 Structure in the centre of the extruded and then hot rolled section (P), heat treated for T6 temper, surface region 7

4. ZÁVĚRY Výsledky hodnocení nehomogenity a anizotropie struktury a mechanických vlastností výlisků a za tepla válcovaných výlisků lze shrnout do těchto bodů: 1) Struktura i mechanické vlastnosti výlisků používané pro kování jsou nehomogenní a anizotropní. 2) Další deformace za tepla s následným tepelným zpracováním mění významně strukturu a vlastnosti výlisku. 3) Nehomogenita i anizotropie výlisku se při další deformaci válcováním přenáší do vývalku. Změny vlastností jsou systematické a závisí na místě odběru zkušebního tělesa po průřezu výlisku či vývalku. 4) Další deformace výlisku vede v podélném směru ke snížení pevnostních hodnot, zvětšení tažnosti, rekrystalizaci struktury a zhrubnutí zrna.. 5) Zhrubnutí zrna vývalku je výrazné zejména v povrchových vrstvách. 6) Ve směru kolmém na směr lisování a válcování se po válcování pevnostní hodnoty i tažnost snižují. 7) S uvedeným vlivem výchozí struktury výlisku při další deformaci za tepla je nutné počítat i v případě tváření v zápustce. Poděkování: Výsledky uvedené v tomto příspěvku byly získány při řešení projektu Ekocentrum aplikovaného výzkumu neželezných kovů č.1m2560471601 podporovaného Ministerstvem školství mládeže a tělovýchovy a Strojmetalem Kamenice, a.s. LITERATURA [1]PALMER, I.G., LEWIS, R.E., CROOKS, D.D.: In Sborník z konference Aluminum Lithium Alloys, Eds.:TMS-AIME, Warrendale, PA, 1981, p. 241. [2]TEMPUS, G., CALLES, W., SCHORF,G.: Mat. Sci. and Techn. 7 (1991) p. 937. [3] CHOI, S.H., BARLAT, F., LIU, J.: Materials Science Forum, Vols.331-337, 2000, p. 1327. [4] HALES, S.J.-HAFLEY, R.A.: Materials Science Forum, Vols. 331-337, 2000, p. 1347. [5] SOLAS, D.-CANOVA, G.-BRECHET, Y.-SAINFORT, P.: Materials Science Forum, Vols. 217-222, 1996, p. 1533. [6] OČENÁŠEK, V., ŠPERLINK, K., FRIDLYANDER, J.N., LESHINER, L.N.: Materials Science Forum, Vols. 217-222, 1996, p. 1349. [7] OČENÁŠEK, V., SEDLÁČEK, V., SLÁMOVÁ, M., ŠPERLINK, K.: In: Thermomechanical Processing in Theory, Modelling and Practice [TMP] 2. Eds.: The Swedish Society for Materials Technology 1997, p. 277. [8]CIESLAR, M., STULÍKOVÁ, I., OČENÁŠEK, V.: Materials Science Forum Vols.396-402, 2002, p. 1241. [9] OČENÁŠEK, V., SEDLÁČEK, V., ŠPERLINK, K.: In: Processing and Manufacturing of Advanced Materials THERMEC 2000, Eds.: Elsevier Science 2001, p. 51. [10]SAUER, C., BUSONGO, F., LÜTJERING, G.: Materials Science Forum, Vols.396-402, 2002, p. 1115. [11]OČENÁŠEK, V., CIESLAR, M.: Fatigue Inhomogeneity and Anisotropy of Agehardenable Al-alloys Extrusions, Kovové materiály, 41, 2003, č.5 8