Microstructure And Mechanical Properties Of An Al-Zn-Mg-Cu Alloy Produced By Gravity Casting Process

High-strength aluminum alloy are widely used for structural components in aerospace, transportation and racing car applications. The objective of this study is to enhance the strength of the Al-Zn-Mg-Cu alloy used for gravity casting process. All alloys cast into stepped-form sand mold (Sand-mold Casting; SC) and Y-block shaped metal mold(Permanent mold Casting; PC) C and then two –step aged at 398-423 K after solution treated at 743 K for 36 ks. The tensile strength and total elongation of the two-step aged SC alloys were 353-387 MPa and about 0.4% respectively. This low tensile properties of the SC alloys might be caused by remaining of undissolved crystallized phase such as Al2CuM, MgZn2 and Al-Fe-Cu system compounds. However, good tensile properties were obtained from PC alloys, tensile strength and 0.2% proof stress and elongation were 503-537 MPa, 474-519 MPa and 1.3-3.3%. The reason of the good properties in PM alloys, is the lowed amount of undissolved crystallized phase than that of SC ones and primary crystallized alpha-Al phase was finer due to high cooling rate at solidification in casting.

Stopy glinu o wysokiej wytrzymałości są szeroko stosowane jako elementy konstrukcyjne w lotnictwie, w transporcie oraz w samochodach wyścigowych. Celem badań prezentowanych w niniejszej pracy jest zwiększenie wytrzymałości stopu Al-Zn-Mg-Cu przy zastosowaniu metody odlewania grawitacyjnego. Stopy odlewano w formie piaskowej (ang. Sand-mold Casting; SC) oraz w formie metalowej w kształcie Y (ang. Permanent mold Casting; PC), a następnie poddawano dwustopniowemu starzeniu w zakresie temperatur 398-423 K po przesycaniu w 743 K w czasie 36 ks. Wytrzymałość na rozciąganie stopów SC po dwustopniowym starzeniu wyniosła 353-387 MPa, natomiast całkowite wydłużenie – ok. 0,4%. Niska wytrzymałość stopów SC na rozciąganie może być spowodowana pozostałościami faz krystalicznych, tj. związków Al2CuM, MgZn2 i Al-Fe-Cu. Natomiast stopy PC charakteryzowały się dobrymi właściwościami mechanicznymi. Wytrzymałość na rozciąganie, umowna granica plastyczności R0.2, plastyczność oraz wydłużenie wyniosły odpowiednio 503-537MPa, 474-519MPa oraz 1,3-3,3%. Lepsze właściwości mechaniczne stopów PC można wytłumaczyć mniejszą ilością nierozpuszczonych faz krystalicznych w porównaniu ze stopami SC oraz mniejszą grubością głównej fazy krystalicznej alfa-Al wynikającej z wysokiej szybkości chłodzenia do punktu krzepnięcia przy odlewaniu.