Assessment of Hardness in As-Cast and Homogenized Zn-Al-Cu Alloys

Villegas-Cárdenas, José D.; López-Hirata, Vı́ctor M.; Torre, Antonio De Ita-De la; Saucedo‐Muñoz, Maribel L.

doi:10.2320/matertrans.m2011084

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“…Replacing zinc with aluminium in the alloy system causes the formation of the stable θ (CuAl 2 ) with a tetragonal crystalline structure instead of the metastable ε phase, promoting a considerably higher ductility. Therefore, the purpose of this work was to investigate the effect of change in chemical composition on the microstructure, mechanical properties and hardness, in order to establish a relationship which enables us to assess the hardness in the as-cast and homogenized alloys" [9].…”

Section: Assessment Of Hardness For Al-cu-zn Alloys In As-cast Homogeneized and Quenching Conditions 41 Introductionmentioning

confidence: 99%

Assessment of Hardness Based on Phase Diagrams

Cárdenas¹,

Hirata²,

Olguin³

et al. 2016

Progress in Metallic Alloys

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This chapter summarizes the methodology and development of a general equation, in order to obtain a series of equations to assess the hardness of different Al-Cu-Zn alloys, based on their chemical composition. This methodology produces an assessment of hardness with a maximal deviation of 5%, in as-cast, homogenized and quenching alloys, for both alloys created in laboratories like commercials. This method entails the generation of linear equations by a linear regression method, obtained from a zone of the phase diagram, when the composition is changed from linear to planar form. Therefore, if the chemical composition of samples varies, the percentage of each phase will also vary, causing a change in mechanical properties in a linear manner. If the heat treatments are the same for all samples, then the changes in mechanical properties are proportional for each of them, maintaining the linear relationship in mechanical properties in accordance with chemical composition. This methodology is applicable for any ternary alloy along with its equilibrium diagram.

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Section: Assessment Of Hardness For Al-cu-zn Alloys In As-cast Homogeneized and Quenching Conditions 41 Introductionmentioning

confidence: 99%

Assessment of Hardness Based on Phase Diagrams

Cárdenas¹,

Hirata²,

Olguin³

et al. 2016

Progress in Metallic Alloys

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Predicción de la dureza de aleaciones Al-Cu-Zn en estado de colada y templado

Villegas-Cárdenas¹,

Saucedo‐Muñoz²,

Hirata³

et al. 2014

REVMETAL

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RESUMEN:Este trabajo presenta una nueva metodología experimental y numérica para pronosticar la dureza de las aleaciones Al-Cu-Zn, tanto en estado de colada como solubilizadas y templadas, cuyas composiciones químicas se encuentren dentro de dos líneas limítrofes, representadas por dos ecuaciones. De cada una de las líneas limítrofes se seleccionaron ocho composiciones diferentes que se caracterizaron por metalografía óptica, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X y dureza. Las fases en equilibrio a diferentes temperaturas se obtuvieron por medio del programa Thermo-Calc. De la caracterización microestructural y análisis de regresión se obtuvieron los diferentes cambios de fase y dos ecuaciones de dureza. Al combinar las ecuaciones de dureza con las ecuaciones limítrofes se puede deducir la dureza de cualquier aleación con composición química dentro de esta zona. Para comprobar la exactitud de este método, se pronosticó la dureza de aleaciones a partir de los datos de algunos artículos de otros investigadores; las durezas estimadas presentaron tan solo un error menor o igual al 7%. ABSTRACT: Prediction of hardness for Al-Cu-Zn alloys in as-cast and quenching conditions.This work presents a new experimental and numerical methodology in order to predict the hardness in the as-cast, and solution treated and quenched Al-Cu-Zn alloys. Chemical composition of alloys is located inside two straight lines represented by two equations. Eight different compositions were selected from each line. All the alloys were characterized for light microscope, scanning electron microscope, X-ray diffraction and Rockwell B hardness test. The equilibrium phases were obtained at different temperatures by Thermo-Calc. The microstructure characterization and regression analysis enabled to determine the phase transformations and two equations of hardness assessment. The combination of hardness equations and composition line equations permitted to estimate the hardness of any alloy composition inside this zone. This was verified by calculating hardness with the information reported in other works, with an error lower than 7% in the estimated hardness.

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Obtención de la misma dureza por balanceo de fases en las aleaciones Al-Cu-Zn

et al. 2021

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Se prepararon 5 muestras de las aleaciones Al-Cu-Zn con diferentes porcentajes químicos, utilizando una metodología que pronostica la dureza en este tipo de aleaciones con la finalidad de que todas las muestras tengan la misma dureza (67 RB). Cada una de estas muestras fueron caracterizadas por DRX, Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y un durómetro, se observó el cambio en la estructura. Las muestras utilizadas en condición de equilibrio constan de tres fases que son η, α y τ’, sin embargo, en estas muestras se presentan otras fases como son las fases ε, β y θ. Este trabajo demuestra que es posible aun con los cambios en los porcentajes químicos que son drásticos, es posible tener la misma dureza. La principal causa que se encontró en este trabajo para mantener la misma dureza es el área de contacto de una zona blanca (compuesta por las fases η y ε) con respecto a las otras fases. Si el perímetro de contacto de la zona blanca está dentro de un cierto rango, la dureza de todas las muestras será la misma con un margen de error menor al 3%, esto es importante para desarrollo de nuevas aleaciones con las características mecánicas deseadas.

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Assessment of Hardness in As-Cast and Homogenized Zn-Al-Cu Alloys

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Assessment of Hardness Based on Phase Diagrams

Assessment of Hardness Based on Phase Diagrams

Predicción de la dureza de aleaciones Al-Cu-Zn en estado de colada y templado

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