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Effect of post-homogenisation cooling rate and Mn addition on Mg2Si precipitation and hot workability of AA6060 alloys

Qian Xiaoming, Parson Nick et Chen X-Grant. (2020). Effect of post-homogenisation cooling rate and Mn addition on Mg2Si precipitation and hot workability of AA6060 alloys. Canadian Metallurgical Quarterly, 59, (2), p. 189-200.

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URL officielle: http://dx.doi.org/doi:10.1080/00084433.2020.171933...

Résumé

The microstructure evolution for different post-homogenisation cooling rates and the flow stress behaviour in direct chill cast AA6060 alloys were studied. Results revealed that decreasing cooling rates reduced the flow stress owing to the precipitation of Mg2Si and reduction of the solid solution level. Micro-alloying of Mn generated a distribution of α-Al(FeMn)Si dispersoids during the homogenisation, with the size and number density decreasing at higher homogenisation temperatures. TEM studies confirmed that the dispersoids acted as favourable nucleation sites for Mg2Si and significantly promoted the precipitation of Mg2Si during subsequent cooling. The high-temperature flow stress was controlled by the solid solution levels of Mg, Si, and Mn resulting from the interaction between dispersoids and Mg2Si. The combination of the Mn addition, a low cooling rate, and a low homogenisation temperature provided the lowest flow stress, which improved the hot workability of the alloy and promoted ready dissolution of Mg2Si during extrusion.

On a étudié l’évolution de la microstructure pour différentes vitesses de refroidissement post-homogénéisation et le comportement de la contrainte d’écoulement des alliages AA6060 coulés à froid. Les résultats ont révélé que la diminution des vitesses de refroidissement réduisait la contrainte d’écoulement en raison de la précipitation du Mg2Si et de la réduction du niveau de solution solide. Le microalliage de Mn a engendré une distribution de dispersoïdes Al(FeMn)Si-α pendant l’homogénéisation, la taille et la densité numérique diminuant aux températures plus élevées d’homogénéisation. Les études de MET ont confirmé que les dispersoïdes agissaient comme des sites favorables à la nucléation du Mg2Si et favorisaient de manière significative la précipitation du Mg2Si lors du refroidissement subséquent. La contrainte d’écoulement à haute température était contrôlée par les niveaux de solution solide de Mg, Si et Mn résultant de l’interaction entre les dispersoïdes et le Mg2Si. La combinaison de l’addition de Mn, d’une faible vitesse de refroidissement et d’une basse température d’homogénéisation fournissait la contrainte d’écoulement la plus faible, ce qui améliorait la malléabilité à chaud de l’alliage et favorisait la dissolution rapide du Mg2Si pendant l’extrusion.

Type de document:Article publié dans une revue avec comité d'évaluation
Volume:59
Numéro:2
Pages:p. 189-200
Version évaluée par les pairs:Oui
Date:13 Février 2020
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie
Sciences naturelles et génie > Génie > Génie des matériaux et génie métallurgique
Sciences naturelles et génie > Sciences appliquées
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Module d'ingénierie
Mots-clés:AA6060 alloys, post-homogenisation cooling, Mn addition, Mg2Si precipitation, high-temperature flow stress, alliages AA6060, refroidissement post-homogénéisation, addition de Mn, précipitation de Mg2Si, contrainte d'écoulement à haute température
Déposé le:02 sept. 2020 01:48
Dernière modification:02 sept. 2020 01:48
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