Utjecaj brzine hlađenja na mikrostrukturna i mehanička svojstva aluminijske legure EN AW-5754

diplomski rad

• Naslov (engleski): Influence of cooling rate on the microstructural and mechanical properties of aluminium alloy EN AW-5754
• Autor: Karlo Štengl
• Mentor: Natalija Dolić (mentor)
• Član povjerenstva: Zdenka Zovko Brodarac (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Natalija Dolić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ljerka Slokar (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Metalurški fakultet; Sisak
• Datum i država obrane: 2016-09-22, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Metalurgija; Procesna metalurgija

Sažetak

U okviru ovog diplomskog rada određivan je utjecaj brzine hlađenja na veličinu tj. broj
zrna po jedinici površine i mehanička svojstva (vlačnu čvrstoću, granicu razvlačenja i istezljivost)
bloka legure EN AW-5754 lijevanog polukontinuiranim vertikalnim postupkom izravnog hlađenja
vodom (Direct-Chill). U eksperimentalnom djelu ovoga rada, u svrhu određivanja kinetike
pojedinih faza u leguri EN AW-5754, proveden je termodinamički proračun fazne ravnoteže
pomoću programskog paketa Thermo-Calc (TCW 5.0) s kojim je pretpostavljen slijed izlučivanja
faza: αAl, Al3Fe, Mg2Si, Al6Mn i Al3Mg2. Prisutnost pojedinih intermetalnih faza i njihova
morfologija ispitana je pretražnim elektronskim mikroskopom (SEM) opremljenim s energijskim
disperzivnim spektrometrom (EDS) pomoću kojih su kvantitativnom analizom utvrđeni sljedeći
mikrostrukturni konstituenti: crna intermetalna faza Mg2Si nepravilnog razgranatog oblika i bijela
intermetalna faza Al8(Fe, Mn)Mg3Si6 morfologijom vrlo sličnom kineskom pismu. Ispitivanjem
mikrostrukture poprečno izrezane ploče s kraja bloka legure EN AW-5754 u lijevanom stanju i
njihovom kvantifikacijom utvrđena je nejednolika raspodjela istoosnih zrna po poprečnom
presjeku ispitivane ploče (bez zone stubičastih kristala) s povećanjem broja zrna po jedinici
površine od sredine prema najintenzivnije hlađenim rubovima bloka. Dobivene vrijednosti vlačne
čvrstoće i istezljivosti pokazuju trend povećanja od sredine prema rubu bloka, što analogno prati
promjenu mikrostrukture. Vrijednosti za granicu razvlačenja ne pokazuju karakterističan trend
ponašanja.

Sažetak (engleski)

Within this thesis it has been determined how the cooling rate affects the size, that is, the
number of grains per unit area, as well as mechanical properties (tensile strength, yield strength
and elongation) of slabs of the alloy EN AW-5754 cast with the semicontinuous vertical direct
water cooling process (Direct-Chill). Within the experimental part of the thesis with the purpose
of determining the kinetics of certain phases within the alloy EN AW-5754, thermodynamically
calculated equilibrium phases have been obtained on the basis of the software package Thermo Calc (TCW 5.0) by which the following sequence of phase excretion was predicted: αAl
, Al3Fe, Mg2Si, Al6Mn and Al3Mg2. The presence of certain intermetallic phases and their morphology were analyzed with the scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive spectrometer (EDS) by which the following microstructural constituents were quantitatively analyzed: the black intermetallic phase Mg2Si with an irregular branched shape and the white intermetallic phase Al8(Fe, Mn)Mg3Si6 with a morphology similar to chinese script. By examining the microstructure of the cross-sectioned plate on the end of the cast slab of the alloy EN AW-5754 in as-cast state the uneven distribution of equiaxed grains have been determined across the cross section of the examined plate (without the columnar crystal zone) with the increasement of the grain number per unit area from the middle towards the mos t intensely cooled slab edges. The obtained values of tensile strength and elongation show a tendency of increasement from the middle towards the edge of the slab, which analogously follows the microstructural change. The distinctive trend of behavior is not shown by the yield strength values.

• Ključne riječi: aluminijska legura EN AW-5754; VDC postupak; broj zrna po jedinici površine; mehanička svojstva; brzina hlađenja
• Ključne riječi (engleski): aluminium alloy EN AW-5754; VDC process; grain number per unit area; mechanical properties; cooling rate
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:115:596980
• Studijski program: Naziv: Metalurgija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka metalurgije (mag. ing. met.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2016-09-27 10:50:07