OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg

Podobné dokumenty
SNÍŽENÍ OBSAHU ŽELEZA VE SLITINÁCH AlSiCuMgFe. DECREASE OF IRON CONTENTS IN AlSiCuMgFe ALLOYS. Jan Šerák, Dalibor Vojtěch, Pavel Novák, Václav Šefl a

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

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

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

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

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

DEGRADACE STRUTURY A MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY LVN13 DLOUHODOBÝM ÚČINKEM TEPLOTY

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

HLINÍK A JEHO SLITINY

OPTIMALIZACE TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ ODLITKŮ ZE SLITINY IN 738 LC

VYSOCEPEVNÉ HLINÍKOVÉ SLITINY SE ZLEPŠENÝMI SLÉVÁRENSKÝMI VLASTNOSTMI

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

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

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

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

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

HODNOCENÍ VLASTNOSTÍ VÝKOVKŮ ROTORŮ Z OCELI 26NiCrMoV115

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

Závislost tvrdosti odlitků Al slitin na době stárnutí a průběhu tepelného zpracování

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

KOROZNÍ CHOVÁNÍ Mg SLITIN V PROVZDUŠNĚNÉM FYZIOLOGICKÉM ROZTOKU

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

VLASTNOSTI TITANOVÝCH BETA SLITIN VHODNÝCH PRO UŽITÍ V HUMÁNNÍ MEDICÍNĚ. PROPERTIES OF TITANIUM BETA ALLOYS SUITABLE FOR USE IN HUMAN MEDICINE

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

VLASTNOSTI RYCHLE ZTUHLÝCH PRÁŠKŮ NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM

MODIFIKACE SLITINY AlSi7Mg0,3 STRONCIEM

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

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

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

PŘÍPRAVA NANOKRYSTALICKÉ PRÁŠKOVÉ MĚDI CHEMICKÝM ROZPOUŠTĚNÍM PREPARATION OF NANOSIZED COPPER POWDER BY CHEMICAL LEACHING

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

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

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

NĚKTERÉ ZKUŠENOSTI S MODIFIKACÍ SLITIN Mg. SOME OF OUR EXPERIENCE OF MODIFYING THE Mg ALLOYS. Luděk Ptáček, Ladislav Zemčík

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ RYCHLE ZTUHLÝCH PRÁŠKOVÝCH SLITIN Al-Cr-Fe-Ti-Si

OXIDAČNÍ ODOLNOST A TEPELNÁ STABILITA SLITIN Ti-Al-Si VYROBENÝCH REAKTIVNÍ SINTRACÍ

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

STRUKTURA A VLASTNOSTI PRÁŠKOVÝCH SLITIN

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

Strukturní charakteristiky hořčíkové slitiny AZ91. Structure of Magnesium Alloy AZ91.

Precipitace. Změna rozpustnosti je základním předpokladem pro precipitační proces

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

DUPLEXNÍ POVLAKOVÁNÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM DUPLEX COATING OF THE NIOBIUM-ALLOYED PM TOOL STEEL

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

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 4. Slévárenství, hliník, hliníkové slitiny, tepelné zpracování, tvrdost

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

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

Tváření,tepelné zpracování

Svařitelnost korozivzdorných ocelí

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů

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

ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické

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

Hliník a slitiny hliníku

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

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

ZKOUŠENÍ KOROZNÍ ODOLNOSTI PLAZMOVĚ NANÁŠENÝCH NITRIDICKÝCH VRSTEV NA OCELÍCH CORROSION RESISTANCE TESTING OF PLASMA NITRIDATION LAYERS ON STEELS

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

VLASTNOSTI KŘEMÍKOVANÝCH VRSTEV NA TITANU PROPERTIES OF SILICONIZED LAYERS ON TITANIUM. Magda Morťaniková Michal Novák Dalibor Vojtěch

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

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

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

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A VELIKOST ZRNA MIKROLEGOVANÝCH LITÝCH OCELÍ MECHANICAL PROPERTIES AND GRAIN SIZE IN MICROALLOYED CAST STEELS

OVMT Mechanické zkoušky

VÝVOJ TECHNOLOGIE PŘESNÉHO LITÍ ČÁSTÍ ZE SUPERSLITIN, POUŽÍVANÝCH VE SKLÁŘSKÉM PRŮMYSLU.

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

CSM 21 je označení ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK GmbH 0,02 % 15,00 % 4,75 % 3,50 %

Provozní korozní zkoušky ohybù austenitických ocelí pro nadkritické uhelné kotle

Praktické poznatky z využití lisovaných filtrů Pyral 15 při filtraci hliníkových odlitků

PŘÍPRAVA SLITIN Fe-Al-Si REAKTIVNÍ SINTRACÍ PREPARATION OF Fe-Al-Si ALLOYS BY REACTIVE SINTERING

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

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI JEMNOZRNNÝCH SVAŘITELNÝCH OCELÍ PRO TENKOSTĚNNÉ ODLITKY

VÝZKUM A VÝVOJ TECHNOLOGIE PŘESNÉHO LITÍ OBĚŽNÝCH KOL A STATOROVÝCH ČÁSTÍ TURBODMYCHADEL NOVÉ GENERACE

VLIV PODMÍNEK ŽÍHÁNÍ NA MIKROSTRUKTURU SLITIN AlSiCuMgFe. THE INFLUENCE OF ANNEALING CONDITIONS ON MICROSTRUCTURE OF AlSiCuMgFe ALLOYS

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

TÜV NORD Czech, s.r.o. Laboratoře a zkušebny Brno Olomoucká 7/9, Brno

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

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

SLEDOVÁNÍ VLIVU TLAKU NA STRUKTURU VYSOKOTLAKÝCH ODLITKŮ MONITORING OF PRESSURE INFLUENCE ON THE HIGH PRESSURE DIE-CASTINGS STRUCTURE

PŘÍLOHA KE KAPITOLE 12

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

OPTIMALIZACE TECHNOLOGIE ZPRACOVÁNÍ SLITIN Mg-Ni PRO UCHOVÁVÁNÍ VODÍKU. OPTIMIZING OF THE PROCESSING TECHNOLOGY OF Mg-Ni ALLOYS FOR HYDROGEN STORAGE

Třecí spoje pro žárově zinkované konstrukce?

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

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

Experimentální výzkum tvařitelnosti vysokolegovaných ocelí a niklových slitin

HLINÍK. Lehké neželezné kovy a jejich slitiny

IMPROVED PROPERTIES DIE CASTING APPLICATIONS

Požadavky na technické materiály

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

STRUKTURA VLASTNOSTI SLITINY Al-TM-Ce. STRUCTURE AND PROPERTIES OF Al-TM-Ce ALLOYS. Alena Michalcová Dalibor Vojtěch Pavel Novák Jan Šerák

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ Ústav materiálového inženýrství - odbor slévárenství

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ PM-NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM Markéta Pavlíčková, Dalibor Vojtěch, Jan Šerák, Luboš Procházka, Pavel Novák a Peter Jurči b

VLASTNOSTI TEPELNĚ ZPRACOVANÝCH SOUČÁSTÍ Z BERYLIOVÉHO BRONZU. Kříž Antonín 1) Schmiederová Iva 2) Kraus Václav 2)

MĚŘENÍ ELASTICITRY OVLIVNĚNÝCH PÁSEM SVAROVÝCH SPOJŮ VYSOKOPEVNOSTNÍCH OCELÍ

VLIV REAKTOROVÉHO PROSTŘEDl' NA ZKŘEHNUTI' Cr-Mo-V OCELI

VLIV MIKROLEGUJÍCÍCH PRVKŮ A PARAMETRŮ TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI PLECHŮ JAKOSTI P 460N

Materiálové laboratoře Chomutov s.r.o. Zkušební laboratoř MTL Luční 4624, Chomutov

Transkript:

OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg OPTIMIZATION OF HEAT TREATMENT CONDITIONS TO IMPROVE OF MECHANICAL PROPETIES OF AlSi9Cu2Mg ALLOY Jan Šerák, Dalibor Vojtěch, Pavel Novák Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Technická 5, 166 28 Praha 6, Česká republika e-mail: Jan.Serak@vscht.cz ABSTRAKT Byly studovány různé režimy tepelného zpracování slitiny AlSi9Cu2Mg (ASTM 354) s cílem dosažení maximální pevnosti v tahu. V rámci experimentů byly měněny teplota rozpouštěcího žíhání, doba výdrže na této teplotě a teplota ochlazovacího média. Na základě této práce byl zjištěn optimální režim tepelného zpracování slitiny typu AlSi9Cu2Mg (ASTM P 354.0) daného konkrétního chemického složení pro dosažení maximálních mechanických vlastností. Doporučený režim sestává z homogenizačního žíhání v intervalu teplot 505-515 C po dobu 4h, prudkého ochlazení do vody o teplotě 13 C a umělého stárnutí při teplotě 155 C po dobu 12h. Tento režim vede k získání slitiny s pevností v tahu vyšší než 400 MPa. ABSTRACT Various heat treatment conditions of AlSi9Cu2Mg alloy (ASTM 354) were studied. Solution annealing temperature, holding time at this temperature and temperature of water were changed. The aim of this work was to find the alloy with maximum value of tensile strength. The temperature and time of solution annealing and cooling medium temperature were modified. Recommended conditions of heat treatment consist of solution annealing at the temperature 505 515 C for 4 hours, rapid cooling into water (13 C) and artificial ageing at the temperature of 155 C for 12 hours. These conditions lead to tensile strength of alloy higher than 400 MPa. 1. ÚVOD V současné době se neustále zvyšují požadavky na mechanické vlastnosti odlitků a současně o co nejefektivnější ekonomické aspekty výroby. Proto roste snaha u odlitků z komerčně vyráběných slitin co nejjednodušším způsobem dosahovat maximálních užitných vlastností. Slitina AlSi9Cu2Mg (ASTM P354.0) se používá pro odlévání do kokil pro výrobu odlitků s vysokou pevností a možností dodatečného tepelného zpracování. U této slitiny lze po vytvrzení běžně dosahovat meze kluzu R p0,2 přibližně 250 MPa, pevnosti v tahu R m kolem 330 MPa. Zvýšení mechanických vlastností této slitiny lze realizovat buď optimalizací procesu tepelného zpracování slitiny či úpravou chemického složení slitiny [1,2]. V této práci jsme optimalizovali režim tepelného zpracování odlitku slitiny daného chemického složení. Mechanické vlastnosti odlitku významně ovlivňuje teplota homogenizačního žíhání a doba výdrže na této teplotě. Důležitou roli hraje způsob rychlého ochlazení - běžně se používá rychlé ochlazení do vody o určité teplotě. S rostoucí teplotou vody sice klesá rychlost ochlazování, ale zároveň klesá riziko vzniku deformací, zvláště pak u rozměrnějších odlitků. 1

V neposlední řadě mechanické vlastnosti odlitku závisí na podmínkách umělého stárnutí slitiny, tedy na použité teplotě umělého stárnutí a době výdrže na této teplotě. Další možností je upravit chemické složení dané slitiny tak, aby byl zajištěn maximální obsah prvků, které se spolupodílí na vytvrzení slitiny v rámci umělého stárnutí. V případě této slitiny se při precipitačním vytvrzování uplatňují měď a hořčík. Cílem této práce bylo u této slitiny dosažení pevnosti v tahu R m vyšší než 400 MPa. 2. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST Pro experimenty byly použity vzorky slitin ve tvaru kvádrů, které byly podrobeny různým režimům tepelného zpracování. Složení studované slitiny je uvedeno v tab. I. Tabulka I.: Chemické složení studované slitiny [hm.%] Table I.: Chemical composition of studied alloy [wt.%] Si Cu Mg Ti Fe Mn Zn 9,05 1,63 0,49 0,16 0,086 0,013 0,009 Ni Sn Pb Ca Na Sr P 0,003 0,00 0,00 0,0004 0,00 0,00 0,00 Doporučené tepelné zpracování pro tuto slitinu je homogenizační žíhání při teplotě v rozmezí 520-530 C po dobu 12 h, prudké ochlazení do vody o teplotě 60 C a následné umělé stárnutí při teplotě z intervalu 150-160 C po dobu 12 h. V rámci tohoto experimentu byl zkoušen vliv teploty homogenizačního (rozpouštěcího) žíhání, doby výdrže na této teplotě a vliv teploty chladicí vody. Precipitační vytvrzování bylo prováděno při uvedených doporučených podmínkách. Vliv teploty chladicí vody byl studován v rámci režimu homogenizačního žíhání, který se ukázal jako optimální při chlazení do vody o teplotě 60 C (teplota homogenizačního žíhání 505 C po dobu 4h). Teplota chladicí vody 13 C odpovídala vodě z vodovodního řadu. Podmínky expozice studovaných vzorků jsou shrnuty v tab. II. Tabulka II.: Souhrnný přehled podmínek expozice studovaných vzorků Table II.: Experimental conditions used for heat treatment of samples Teplota homogenizačního žíhání [ C] 495 505 515 525 535 Doba homogenizačního žíhání [h] 4 12 Teplota chladící vody [ C] 13 40 60 70 80 Umělé stárnutí 155 C, 12 h Průběh precipitačního vytvrzování byl hodnocen měřením tvrdosti podle Vickerse a Brinella na kvádrových vzorcích předem vybroušených pomocí sady brusných papírů P120, P400 a P800. Z uvedených vzorků byly po tepelném zpracování vyrobeny trhací tyče s kruhovým průřezem se závitovými hlavami, které byly následně podrobeny tahové zkoušce. Byly zjišťovány mez kluzu R p0,2, mez pevnosti R m a tažnost slitin A 5,65. Z každé slitiny byly vyrobeny vždy 3 zkušební trhací tyče. Kromě toho byla studována mikrostruktura tepelně zpracovaných slitin světelným mikroskopem. Pro ověření teploty solidu slitiny byla v rámci termické analýzy změřena křivka ohřevu studované slitiny. 2

3. VÝSLEDKY A DISKUSE Vliv rozpouštěcího žíhání na mechanické vlastnosti slitiny V první fázi experimentu byly naměřeny vytvrzovací křivky slitiny při dvou výdržích (4 a 12 h) na střední teplotě z doporučeného intervalu teplot homogenizačního žíhání (525 C). Tvrdost byla měřena metodou podle Vickerse se zatížením 5 kg. Vytvrzovací křivky jsou na obr. 1. Vytvrzovací křivka pro teplotu rozpouštěcího žíhání 525 C po dobu 12 h leží pod vytvrzovací křivkou pro teplotu rozpouštěcího žíhání 525 C po dobu 4 h. Důvodem je zhrubnutí křemíkové fáze během trojnásobně dlouhé výdrže na teplotě rozpouštěcího žíhání, což dokládají i uvedené mikrostruktury v další části textu. Získané vytvrzovací křivky ukazují, že doba 4 h je dostatečná pro vytvrzení slitiny. Obr. 1: Vytvrzovací křivky při teplotě homogenizačního žíhání 525 C a výdržích 4 a 12 h, umělé stárnutí při teplotě 155 C Fig.1: Precipitation hardening curves (annealing 525 C, 4h and 12h, artificial ageing 155 C) Výsledky tahových zkoušek jsou na obr. 2-8. Hodnoceny byly mez kluzu R p02 (obr. 2-3), mez pevnosti v tahu R m (obr. 4-5), tažnost A 5,65 (obr. 6-7) a tvrdost HB 2,5/62,5 (obr.8) v závislosti na teplotě homogenizačního žíhání při 4 a 12 hodinových výdržích. Obr. 2: Závislost meze kluzu na teplotě rozpouštěcího žíhání při výdrži 4 h Fig.2: Dependence of yield strength on temperature of solution annealing for 4h Obr. 3: Závislost meze kluzu na teplotě rozpouštěcího žíhání při výdrži 12 h Fig.3: Dependence of yield strength on temperature of solution annealing for 12h 3

Obr. 4: Závislost meze pevnosti na teplotě rozpouštěcího žíhání při výdrži 4 h Fig.4: Dependence of tensile strength on temperature of solution annealing for 4h Obr. 5: Závislost meze pevnosti na teplotě rozpouštěcího žíhání při výdrži 12 h Fig.5: Dependence of tensile strength on temperature of solution annealing for 12h Obr. 6: Závislost tažnosti na teplotě rozpouštěcího žíhání při výdrži 4 h Fig.6: Dependence of elongation on temperature of solution annealing for 4h Obr. 7: Závislost tažnosti na teplotě rozpouštěcího žíhání při výdrži 12 h Fig.7: Dependence of elongation on temperature of solution annealing for 12h Obr. 8: Závislost tvrdosti na teplotě rozpouštěcího žíhání při výdrži 4 h Fig.8: Dependence of hardness on temperature Průběh uvedených závislostí je pro obě studované výdrže prakticky stejný. Žíhání po dobu 4h je tedy zcela dostačující. Jako optimální se pro dosažení maximálních mechanických vlastností jeví teplota rozpouštěcího žíhání z teplotního intervalu 505-515 C. Nižší teplota rozpouštěcího žíhání vede k poněkud nižším hodnotám meze kluzu i pevnosti. Důvodem je pravděpodobně nedokonalé rozpuštění fází bohatých na měď a hořčík v tuhém roztoku. Rovněž vyšší teploty rozpouštěcího žíhání nejsou žádoucí. Pokles meze kluzu a pevnosti, a to zejména po 12 h žíhání, i pokles tvrdosti jsou of solution annealing for 4h důsledkem hrubnutí struktury (obr. 14-19). Při těchto teplotách již rovněž dochází k významnému poklesu tažnosti. To může být způsobeno částečným natavováním 4

nerovnovážných fází bohatých na měď a hořčík, což je dokumentováno na záznamu termické analýzy získané při ohřevu slitiny (obr.9). Šipkou je označen tepelný efekt, který tento proces doprovází. Pro další experimenty byl vybrán režim rozpouštěcího žíhání 505 C/4h. Obr. 9: Křivka ohřevu studované slitiny a její derivace Fig.9: Heating curve of studied alloy and its derivative Vliv teploty chladící vody na mechanické vlastnosti vytvrzené slitiny Vliv teploty chladící vody je shrnut na obr.10-13. Slitiny byly homogenizačně žíhány při teplotě 505 C po dobu 4h, prudce ochlazeny ve vodě o studované teplotě a následovalo umělé stárnutí při teplotě 155 C po dobu 12h. Je zřejmé, že tento vliv je mnohem méně významný než u teploty rozpouštěcího žíhání. Souvisí to s malými rozměry zkušebních vzorků díky nimž došlo k překročení kritické ochlazovací rychlosti i ve středové části. I přes značný rozptyl naměřených hodnot (nízké hodnoty jsou způsobené přítomností slévárenských vad ve struktuře materiálu) je možno zejména u pevnosti v tahu pozorovat mírný náznak snižování s rostoucí teplotou vody. Je to dáno sníženou ochlazovací rychlostí vody s rostoucí teplotou. Nejvyšší pevnosti 407 MPa bylo dosaženo při chlazení do vody o nejnižší teplotě 13 C. Uvedený trend by se pravděpodobně výrazněji projevil u rozměrnějších součástí. Obr. 10: Závislost meze kluzu na teplotě chladicí vody (505 C, 4h) Fig.10: Dependence of yield strength on temperature of cooling water (505 C, 4h) Obr. 11: Závislost pevnosti v tahu na teplotě chladicí vody (505 C, 4h) Fig.11: Dependence of tensile strength on temperature of cooling water (505 C, 4h) 5

Obr. 12: Závislost tažnosti na teplotě chladicí vody (505 C, 4h) Fig.12: Dependence of elongation on temperature of cooling water (505 C, 4h) Obr. 13: Závislost tvrdosti na teplotě chladicí vody (505 C, 4h) Fig.13: Dependence of hardness on temperature of cooling water (505 C, 4h) Mikrostruktura studovaných slitin Mikrostruktura různě tepelně zpracovaných slitin jsou na obr.14-21. Struktura je tvořena zejména primárními dendrity tuhého roztoku α-al světlé a eutektikem tvořeným fází α-al a eutektickým křemíkem. Intermetalické fáze nejsou patrny, neboť došlo k jejich rozpuštění při rozpouštěcím žíhání. Rovněž vytvrzující precipitáty nejsou pro své velmi malé rozměry patrné. Struktury se vzájemně výrazněji neliší, pouze u vzorku, u něhož bylo rozpouštěcí žíhání provedeno při nejvyšší teplotě 535 C, je patrné zhrubnutí křemíkových částic (obr.18-19). Obr.14. Mikrostruktura slitiny tepelně 495 C/4 h, 2. ochlazení do vody (60 C), Fig.14: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 495 C/4 h, rapid cooling Obr.15. Mikrostruktura slitiny tepelně 495 C/12 h, 2. ochlazení do vody (60 C), Fig.15: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 495 C/12 h, rapid cooling 6

Obr.16. Mikrostruktura slitiny tepelně 505 C/4 h, 2. ochlazení do vody (60 C), Fig.16: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 505 C/4 h, rapid cooling Obr.17. Mikrostruktura slitiny tepelně 505 C/12 h, 2. ochlazení do vody (60 C), Fig.17: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 505 C/12 h, rapid cooling Obr.18. Mikrostruktura slitiny tepelně 535 C/4 h, 2. ochlazení do vody (60 C), Fig.18: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 535 C/4 h, rapid cooling Obr.19. Mikrostruktura slitiny tepelně 535 C/12 h, 2. ochlazení do vody (60 C), Fig.19: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 535 C/12 h, rapid cooling 7

Obr.20. Mikrostruktura slitiny tepelně 505 C/4 h, 2. ochlazení do vody (13 C), Fig.20: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 505 C/4 h, rapid cooling water 13 C, artificial ageing (155 C/12 h) Obr.21. Mikrostruktura slitiny tepelně 505 C/4 h, 2. ochlazení do vody (80 C), Fig.21: Microstructure of heat treated alloy (solution annealing 505 C/4 h, rapid cooling water 80 C, artificial ageing (155 C/12 h) 4. ZÁVĚR Na základě této práce byl zjištěn optimální režim tepelného zpracování slitiny AlSi9Cu2Mg (ASTM P 354.0) daného konkrétního chemického složení pro dosažení maximálních mechanických vlastností. Doporučený režim sestává z homogenizačního žíhání v intervalu teplot 505-515 C po dobu 4h, prudkého ochlazení do vody o teplotě 13 C a umělého stárnutí při teplotě 155 C po dobu 12h. Tento režim vede k získání pevnosti v tahu slitiny vyšší než 400 MPa. Pokud by nízká teplota chladící vody byla příčinou deformací součástí, lze ji zvýšit na 60 C. U drobných součástí by tato změna prakticky neměla mít vliv na výsledné mechanické vlastnosti. Možnost jak dále zvýšit mechanické vlastnosti slitiny typu ASTM P 354.0 v rámci precipitačního vytvrzování spočívá ve využití horních limitů obsahu legujících prvků. Norma pro tuto slitinu připouští například obsah mědi v rozmezí 1,6-2,0%, obsah hořčíku v rozmezí 0,4 0,6%. V případě studované slitiny se obsah Cu a Mg pohyboval na úrovni spodních limitů normy. 5. PODĚKOVÁNÍ Tato práce vznikla v rámci řešení projektu MSM 6066137302. 6. LITERATURA [1] Davis J.R.: Aluminum, ASM International, 1994 [2] Michna Š., Lukáč I., Očenášek V., Kořený R., Drápala J., Schneider H., Miškufová A.: Encyklopedie hliníku, Adin, s.r.o. Prešov 2005 8