Superplasticity of coarse grained aluminum alloys

Promotie: dhr. Zhenguo Chen, 14.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Superplasticity of coarse grained aluminum alloys

Promotor(s): prof.dr. J.T.M de Hosson

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

 

 

Nieuw aluminium voor lichtere auto’s

 

Aluminiumlegeringen voor de automobielindustrie moeten voldoen aan steeds strengere eisen. Doel is het brandstofverbruik te reduceren via verdere gewichtsbesparing. Een grofkorrelige aluminiumlegering is een veelbelovende kandidaat voor de zogenaamde Quick Plastic Forming (QPF®) techniek waarbij aluminium onderdelen in allerlei complexe vormen met hoge productiesnelheden geproduceerd worden.

In het proefschrift van Zhenguo Chen worden de fysische eigenschappen van grofkorrelige aluminiumlegeringen in kaart gebracht en onderzocht. Met trekproeven in verschillende richtingen werd AA5182 plaatmateriaal getest op maximale rek en vervorminggedrag. Ook verder onderzoek laat zien dat AA5182 aluminium legering een prima kandidaat is voor de nieuwe methode van Quick Plastic Forming (QPF®).

Zhenguo Chen (China, 1979) studeerde natuurwetenschappen aan de Tsinghua University (Beijing). Het onderzoek werd uitgevoerd bij de afdeling Technische Natuurkunde. Chen gaat door als postdoc bij de Purdue University, VS.

 

Aluminum alloys may fulfill the increasing demands in automotive industry to reduce weight so as to enhance performance and to reduce fuel consumption. A coarse-grained aluminum alloy is a promising candidate for the so-called Quick Plastic Forming (QPF®) technique to produce aluminum parts at relatively high volumes and extremely complex shapes. Uniaxial tensile tests of aluminum alloy AA5182 sheet material were conducted over a wide range of experimental conditions. The AA5182 with grain size of 21 µm and 37 µm exhibited optimum deformation conditions at equal to 10-2 s-1 and at T equal to 425°C and above 475°C, respectively, with maximum elongations to failure between 300 and 400% along, and at 45° to the Rolling Direction and approximately equal to 300% perpendicularly to the Rolling Direction. Strain-rate-change tests were employed to characterize the deformation behavior of AA5182 specimens. At very low flow stress region, the activation energy Qc of 110 kJ/mol suggests a grain-boundary sliding deformation. At an intermediate flow stress region the Qc increases to 136 kJ/mole pointing at a solute drag creep deformation mechanism corresponding to the diffusion of Mg solute in the Al matrix. While at the highest region, Qc increases to more than 180 kJ/mol. This phenomenon is attributed to the dislocation glide creep mechanism, which can be explained by the dislocation-dislocation interactions or by dislocation glide limited by dispersion particles. As proved in this thesis work, our AA5182 aluminum alloy is demonstrated to be the perfect candidate to the new technique known as Quick Plastic Forming (QPF®).