Effect of Cа addition on the phase composition and properties of low-alloyed Al–Mn–Fe alloys

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The phase composition of Al–Ca–Mn–Fe-based aluminum alloys with an unchanged Ca content of 2 wt % and variable Mn (0.5 and 1wt %) and Fe (0.1 and 0.3 wt %) contents is analyzed using calculations and experimental methods. Scanning electron microscopy and electrical resistivity and hardness measurements are used to estimate changes in the phase compositions of experimental alloys with the cast and deformed microstructure (ε = 80%) after annealing in a temperature range of 300–600°C.

About the authors

N. O. Korotkova

National University of Science and Technology MISiS

Author for correspondence.
Email: n.korotkova@misis.ru
Russian Federation, Moscow, 119049

S. O. Cherkasov

National University of Science and Technology MISiS

Email: n.korotkova@misis.ru
Russian Federation, Moscow, 119049

N. N. Avxent’ieva

National University of Science and Technology MISiS

Email: n.korotkova@misis.ru
Russian Federation, Moscow, 119049

References

  1. Hatch J.E. Aluminum: Properties and Physical Metallurgy. Ohio: American Soc. Metals, 1984. 424 p.
  2. Елагин В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. М.: Металлургия, 1975. 248 с.
  3. Белов Н.А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. М.: МИСиС, 2010. 511 с.
  4. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 640 с.
  5. Федоров В.М., Бер Л.Б., Лебедева Т.И., Лобанова Н.А. Исследование закономерностей изменения структуры и свойств сплавов Al–Mn в зависимости от скорости охлаждения при кристаллизации // Металлургия гранул. ВИЛС. № 3. С. 374–379.
  6. Li Ya., Arnberg L. Quantitative study on the precipitation behavior of dispersoids in DC-cast AA3003 alloy during heating and homogenization // Acta Mat. 2003. V. 51. № 12. P. 3415–3428. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(03)00160-5
  7. Rios P.R., Fonseca G.S. Grain boundary pinning by Al6Mn precipitates in an Al–1wt%Mn alloy // Scripta Mat. 2004. V. 50. P. 71–75. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2003.09
  8. Белов Н.А., Короткова Н.О., Дорошенко В.В., Аксенов А.А. Влияние кальция на электросопротивление и фазовый состав сплава Al –1.5% Mn // Цвет. Мет. 2022. № 9. С. 85–91. https://doi.org/10.17580/tsm.2022.09.12
  9. Белов Н.А., Наумова Е.А., Акопян Т.К. Эвтектические сплавы на основе алюминия: новые системы легирования. М.: Руда и металлы, 2016. 256 с.
  10. Belov N.A., Naumova E.A., Doroshenko V.V., Bazlova T.A. Effect of manganese and iron on the phase composition and microstructure of aluminum-calcium alloys // Tsvet. Met. 2017. № 8. P. 66–71. https://doi.org/10.17580/tsm.2017.08.10
  11. Belov N.A., Naumova E.A., Doroshenko V.V., Avxentieva N.N. Determination of the parameters of a peritectic reaction that occurred in the Al-rich region of the Al–Ca–Mn system // PHMM. 2022. V. 123. № 8. P. 759–767. https://doi.org/10.1134/S0031918X22060047
  12. Huang H.-W., Ou B.-L. Evolution of precipitation during different homogenization treatments in a 3003 aluminum alloy // Mater. Design. 2009. V. 30. P. 2685–2692. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2008.10.012
  13. Shen T., Zhang Sh., Liu Z., Yu Sh. Jiang J. Convert harm into benefit: The role of the Al10CaFe2 phase in Al–Ca wrought aluminum alloys having high compatibility with Fe // Materials. 2023. V. 16. № 23. P. 7488. https://doi.org/10.3390/ma16237488
  14. Martins J.P., Carvalho A.L.M., Padilha A.F. Microstructure and texture assessment of Al–Mn–Fe–Si (3003) aluminum alloy produced by continuous and semicontinuous casting processes // J. Mater. Sci. 2009. V. 44. P. 2966–2976. https://doi.org/10.1007/s10853-009-3393-z
  15. Han K., Ohnuma I., Kainuma R. Experimental determination of phase equilibria of Al-rich portion in the Al–Fe binary system // J. Alloys Compd. 2016. V. 668. P. 97–106. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.01.215
  16. Moelans N., Miroux A., Anselmino E., Zwaag S., Blanpain B., Wollants P. Phase-field simulations of coarsening of Al6Mn precipitates located on grain boundaries in Al-alloys // Proc. TMS. 2009. P. 303–310. https://www.researchgate.net/publication/266293972_Phase-field_simulations_of_coarsening_of_Al6Mn_precipitates_located_on_grain_boundaries_in_AL_alloys
  17. Akopyan T.K., Letyagin N.V., Belov N.A., Koshmin A.N., Gizatulin D.Sh. Analysis of the microstructure and mechanical properties of a new wrought alloy based on the ((Al) + Al4(Ca,La)) eutectic // PHMM. 2020. V. 121. P. 914–919. https://doi.org/10.1134/S0031918X20080025
  18. Короткова Н.О., Дорошенко В.В., Хабибулина А.И., Аксенов А.А. Сравнительный анализ удельного электросопротивления листов из сплавов Al – 1.5%Mn и Al – 1.5%Mn – 0.5%Ca // Цвет. Мет. 2023. № 7. С. 56–63. https://doi.org/10.17580/tsm.2023.07.07
  19. Бернгардт В.А., Дроздова Т.Н., Орелкина Т.А., Сидельников С.Б., Трифоненков Л.П., Фролов В.Ф., Сальников А.В., Федорова О.В. Разработка режимов отжига катанки из сплавов системы Al–Zr для достижения заданного комплекса свойств // J. Siberian Federal University. Eng. Techn. 2014. V. 7(5). P. 587–595.
  20. Воронцова Л.А. Алюминий и алюминиевые сплавы в электротехнических изделиях. М.: Энергия, 1971. 224 с.
  21. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: учебник для вузов / 4-е изд., перераб. и доп. М.: МИСиС, 2005. 432 с.
  22. Belov N.A., Naumova E.A., Akopyan T.K., Doroshenko V.V. Phase diagram of the Al–Ca–Fe–Si system and its application for the design of aluminum matrix composites // JOM. 2018. V. 70. P. 2710–2715. https://doi.org/10.1007/s11837-018-2948-3
  23. Belov N.A., Naumova E.A., Ilyukhin V.D., Doroshenko V.V. Structure and mechanical properties of Al – 6% Ca – 1% Fe alloy foundry goods, obtained by die casting // Tsvetnye Metally. 2017. № 3. P. 69–75. https://doi.org/10.17580/tsm.2017.03.11
  24. Naumova E., Doroshenko V., Barykin M., Sviridova T., Lyasnikova A., Shurkin P. Hypereutectic Al–Ca–Mn–(Ni) alloys as natural eutectic composites // Metals. 2021. V. 11. № 6. P. 890. https://doi.org/10.3390/met11060890
  25. Doroshenko V., Shurkin P., Sviridova T., Fortuna A., Shkaley I. Phase Composition and microstructure of cast Al–6%Mg–2%Ca–2%Zn alloy with Fe and Si additions // Metals. 2023. V. 13. № 9. P. 1584. https://doi.org/10.3390/met13091584
  26. Doroshenko V.V., Naumova E.A., Aksenov A.A., Shcherbakova O.O., Finogeev A.S. The structure and mechanical properties of rolled sheets of the multicomponent Al–2.5Ca–2.5Mg alloy doped with scandium and zirconium // PHMM. 2023. V. 124. № 7. P. 692–697. https://doi.org/10.31857/S0015323023600272
  27. Короткова Н.О. Удельное электросопротивление сплава Al–0.5%Mn c добавкой кальция / Сборник науч. статей 12-ой Межд. науч.-практ. конф. «Перспективное развитие науки, техники и технологий» (МТО-67). 2022. С. 190–194.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download