Influence of zirconium and scandium on the microstructure, tensile properties, and hot-tearing susceptibility of Al-2WT%Cu-based alloys

摘要: Le developpement de nouveaux alliages, caracterises par un rapport resistance-poids eleve et faible cout production est des objectifs majeurs l'industrie l'automobile afin reduire les emissions CO2 en reduisant le poids pieces tout conservant proprietes mecaniques a haute temperature. L'alliage Al-2%Cu contenant 2%Cu, l%Si, 0.4%Mg, 0,42%Fe, 0.7%Mn 0.02%Ti l'un ces alliages. Sa teneur Cu Si associe niveau acceptable la resistance traction, permet ce dernier remplacer certain nombre d'alliages comme 319 pour applications similaires telles que coulee culasses bases moteur. En tant nouvel alliage, il necessite une enquete approfondie d'optimiser differentes caracteristiques telle coulabilite, microstructure mecaniques. Cette etude ete entreprise d'etudier effets additifs chimiques zirconium scandium sur microstructure, traction susceptibilite dechirure chaud. realisee partir 31 compositions d'alliage (Al-2%Cu) qui ont divises trois categories principaux lies enquetes A titre comparatif, sept l'alliage 206 (Al-4%Cu) egalement employees. Dans premiere categorie, dix alliages coules utilisent Zr Se combinaison avec Ti-B, Sr l'Ag sous conditions refroidissement lent d'environ 0,3°C/s concentrations relativement elevees 0,5%Zr 0,5%Sc. Un d'intermetalliques primaires Zr, Zr-Sc observes dans etudies, savoir phase etoilee Al3(Sci-xZrx), phases AI3SC, V-AISC2S12, A^Zr, plus deux autres composes intermetalliques Zr. Il observe cristaux A^Zr servent noyaux etoilees croient precipitation couches d'A^Sc, substitution progressive atomes Egalement, etoile continue croitre l'etat solide l'absorption ainsi former observee forme spirale bords particule. Des inconnus ternaires AlZrSi quaternaires AlZrTiSi detectes. constate additions combinees grandement modifiees taille morphologie grains base. La diminue proportionnellement l'augmentation fraction volumique intermetailiques resultants l'ajout combine qui, son tour, conduit formation profusion etoilee. Les benefiques elements transition Se, Ti affiner a-Al transformer d'un precipite dendritique tm non-dendritique mene, indirectement, reduction sensible tels - Fe AfcCu. Dans seconde dix-sept differents prepares utilisant Sr, Ag Si. Ces quatre11 sous-groupes, suit: Zr-Ti, Zr-Srs silicium. barreaux essais (Vitesse 7°C/s) mis solution periode 8 heures 490°C, puis durci vieillissement temps 2, 4, 6, 10, 16, 24 48h 180°C 0.5, 1, 1.5, 220°C. signale Zr-Sr, reduit considerablement base 219 microns 104-46 um etant donne forment trialuminide primaire y compris Al3(Scj.x. yZrxTiy), AlsZr agissent sites nucleation a-Al, produisant structure fine non dendritique. raffinee produite entraine 65% surface Ai-2%Cu base, porosite 50%. Une augmentation 2%Si produit memes resultats, provoquee Al-Si eutectique. durcissement maximal atteint apres vieillissements IOh 24h lh 2h groupes Zr-Sr Zr-Ti fournis meilleure amelioration alors occupent troisieme quatrieme niveau, respectivement. 0.02%Sr-0.7%Zr fourni grande limite rupture valeurs 383 MPa 326 MPa, respectivement, 4h 180°C. augmente groupe raison 0,15% 0,7% peut etre attribuee aux dispersoides Als(Zri xTix) agissant heterogene durcies vieillissement, l'action modifiante du AfeCuMg Faction produire raffines non- dendritiques. Sr-Ti produisent meilleurs niveaux d'allongement tous temoignent 0.02%Sr-0.15%Ti 0.02%Sr-0.7%Zr. ameliores sont resultat modification particules ot-Fe, role QJ-AI. montre haut au ramollissement cours 220°C respectifs raffinage microstructure. La categorie comprend six selectionnes composition chimique parametres moule ia chaud (HTS) alliage Al-2%Cu. resultats HTS compares 206. Generalement F grade temperature elevee benefique baisse valeur 21 3 9, passee 250°C 450°C. raffinement obtenus ou gravite suite film inter granulaire liquide unite volume retarde l'atteinte point coherence. L'augmentation silicium vulnerabilite Al-2%Cu; cette attnbuable l'eut ectique, diminution fusion l'alliage. L'ajout deteriore d'oxydes l'extension l'echelle congelation os-Fe peuvent gener propagation fissure lors