Studenti gr.3831/2 :

Moldovan Paula Elena

Pop Catalin

Sim Anamaria

ASPECTE PRIVIND COMPORTAREA LA

DEFORMARE A ALIAJELOR SUPERPLASTICE

SUPERPLASTICITATEA reprezinta proprietatea unor materiale de a se deforma plastic foarte mult si uniform fara sa se rupa.

Materialele superplastice pot fi deformate cu grade de deformare foarte mari (pana la 2000%) fara sa apara gatuirea locala.

Fig.1 Comportarea superplastica aliajului de Pb-St cu alungire de 650%

Starea de superplasticitate poate fi caracterizata printr-un

parametru m numit sensibilitatea materialului la viteza de deformare. Pornind de

la relatia de legatura dintre limita ,de curgere si viteza de deformare se poate

scrie:

σc= C∙εm

σc – este limita de curgere a materialului;

C – constanta de material;

ε– viteza de deformare.

Pentru a se putea vorbi despre comportare superplastica trebuie ca

m > 0,3 (in general m = 0,3…..0,8)

Asigurarea conditiei de mai sus se poate realiza daca:

o Granulatia este foarte fina (1…2μm);

o Temperatura de deformare mai mare decat 0,5∙Ttop;

o Viteza de deformare este foarte redusa ε = 10-4…..10-1 s-1

Exemple de aliaje metalice superplastice:

◦ Zn-Al cu 22%Al, la 200-260oC, cu 0,001-0,002mm mărimea grăuntelui şi coeficientul de sensibilitate m=0,5;

◦ Al-Cu cu 33% Cu la 440-500oC, cu 0,001-0,002mm mărimea grăuntelui şi m=0,9;

◦ aliaje complexe de Al cu 1,2-1,9%Cu,  1,9-2,6%Mg,  5,2-6,2%Zn; ◦ aliaje de titan cu 5,6-6,5%Al,  3,5-4,5%V.

 

Fig. 3 - Echipamente pentru formarea superplastică aliaje de Mg

Aliaje superplastice pe baza de MgPutem împărţi echipamentle în cinci componente principale:

• sistemul de incălzire • sistem de blocare şi matriţe • sistem de transport pneumatic pentru camera de gazare • accesorii • sistem de achizitii de date

Fig. 2 - Exemple de anumite produse aflate deja pe piaţă fabricate din aliaj de magneziu

În general, putem identifica două clase de aliaje de magneziu, aliate in principal cu aluminiu şi zirconiu.

Aliajele de magneziu care conţin aluminiu sunt durabile si mai flexibile decât cele carenu conţin şi arată, de asemenea excelenta rezistenta la coroziune.

Tab.1 Componenţa, utilizarea şi caracteristicile principale ale aliajelor de magneziu

Putem spune că aliajele de magneziu au o greutate specifică redusă si o rezistenţă inalta.

Fig.6- Sunt reprezentate în procente valorile alungirii la rupere în funcţie de viteza de deformare pentru temperaturi de testare diferite, la 325 ° C (598 K), la 350 ° C (623 K), 375 o C (648 K) şi la 400 ° C (673 K).

Fig. 7 - Procentele pentru diferite sectoare ale pieţei pentru produsele din aluminiu superplastice

Aliajele de aluminiu superplastice sunt compoziţiile care în anumite domenii de

temperatură au alungirea mai mare de 100%. Aceste proprietăţi pot fi folosite pentru a modela

din aceste materiale metalice diferite produse de forme şi mărimi convenabile. Compoziţiile

cele mai cunoscute sunt:25%Cu, 11%Mg; 14%Cu, 4,7%Ni; 8,8%Mg, 4,7%Si; 9,5%Mg, 3,4%Si;

11%Si, 4,9%Ni; 10,7%Zn, 1,9%Mg, 0,4%Zr; 5%Zn, 1%Mg, 0,9%Zr; 6%Cu, 0,5%Zr; 8%Zn, 1%Mg, 0,5%Zr, care în intervalul de temperatura 400-550°C au A= 200-2000%.

În tabelul 2, sunt date principalele aliaje superplastice. Pentru disponibilitatea şi proprietăţile lor comerciale.Caracteristicile sunt deosebite ale aliajului Al7475, remarcat din aliajele de aluminiu; din aiajele pe baza de titan se deosebeste Ti-6Al-4V,(aliaje cu o compoziţie Al-Cu-Zr).

Tab.2-Principalele aliaje superplastice comerciale

Tehnicile utilizate pentru formarea de materiale superplastice sunt:

• formarea sub presiune;

• formarea in vid ;

• termoformare ;

• procesul combinat de formarea superplastică şi sudare prindifuzie (SPF-DB).

Fig.8 -Schema procesului de formare sub presiune

Avantajele la formarea superplastică:

Un desing mai bun si o flexibilitate mai buna

Costuri mai mici Reducerea partilor

componente Greutate redusa Timp mai scurt

Fig.10 -Piesa obtinuta prin procesul de formarea superplastică / legarea prin difuzie (SPF / DB).

Superplasticitatea la temperaturi scazute a amestecului de aliaje Al-

Zn-Mg-Cu prelucrate prin frecare

Procesul de amestecare prin frecare a fost utilizat pentru a produce aliaje de AL-ZN-MG-CU cu granule ultra fine,superplasticitatea la temperatura joasa de 350-540% a fost obtinuta la temperaturi de 250-350’ C.In urma cresterii de temperatura a rezultat o crestere optima a vitezei de deformare pentru elongatia maxima.

Epruvete care au cedat in urma tractiunii la diferite temperaturi de testare

Variatia elongatiei ca functie a vitezei de deformare la temperature diferite.Ductilitatea superplastica a fost obtinuta la o arie larga de temperaturi joase de 200 -350’C

In urma studiului sa ajuns la urmatoarele concluzii 1.Granulele fine,de 0,8 nm au fost obtinute in

placile comerciale rulate 7075Al de FSP cu racire prin apa

2.Superplasticitatea de 350-540% a fost obtinuta la temperature scazute de 200-350’C.Viteza de deformare optima pentru superplasticitate cat si pentru elongatia maxima ridicata cu temperature superplastica deformatoare ridicata ,o ductilitate maxima de 540% a fost obtinuta la 350’C si o viteza de deformare ridicata

.Limita de curgere a granulei a fost observata chiar si la o temp joasa de 200’C

Structura spatiala de aluminiu pentru design uşor şi rezistenţa remarcabila a celor de la Mercedes

BIBLIOGRAFIE:

1.Stefania Franchitti ’’Analize e modelazione dei processi di formatura superplastica’’ – Dottorato di ricerca 2006-2007

2. M. Abrudeanu ‘’Studiul materialelor ‘’– Editura Universitatii din Pitesti,1999

3. http://www.infocercetare.ro/ 4.http://www.google.ro/search?

sourceid=navclient&ie=UTF-8&rlz=1T4ADFA_en___RO376&q=superplastic+forming

5.http://www.google.ro/images?rlz=1T4ADFA_en___RO376&q=superplastic&um=1&ie=UTF-8&source=og&sa=N&hl=ro&tab=wi