Thermomechanical Tube Spinning of AA 2014 Aluminum Alloy
-
Yih Chang
and
Ching-An Huang
Abstract
Tube spinning combined with thermomechanical processing is developed to fabricate thin-walled 2014 aluminum long tubes with high precision tolerance and improved mechanical properties via proper control of the spinning, heat treatment conditions, and material properties as verified by mechanical, stress corrosion, and hydraulic tests. Based on the microstructure investigations using optical, scanning, and transmission electron microscopy, the thermomechanically spun tubes contain distorted grains, strain lines, sub-grains formed by tangled dislocations, and finely dispersed CuAl2 (θ″or θ′) precipitates uniformly distributed in the deformed matrix. The strength, ductility improvement and corrosion resistance accruing from the combination of cold working and precipitation heat treating is a result of a significant dislocation network, refined grains, and uniformly dispersed fine precipitates due to the increased plastic strain.
Literature
1 Kalpakjian, S.: ‘Manufacturing Processes for Engineering Materials’, 2nd edition, Addison-Wesley Reading, MA (1991).Search in Google Scholar
2 Metal Handbook, 9th edition ASM, Metals Park, OH, Vol. 9 (1985).Search in Google Scholar
3 Hayama, M.; Kudo, H.: Bull. JSME 22 (1979) 769 – 775.10.1299/jsme1958.22.769Search in Google Scholar
4 Singhal, R.P.; Das, S.R.; Prakash, R.: J. Mech.Working Techn. 14 (1987) 149 – 157.10.1016/0378-3804(87)90057-XSearch in Google Scholar
5 Thompson, D.S.; Levy, S.A.; Spangler, G.E.: Aluminum 50 (1974) 647 – 649.Search in Google Scholar
6 J.E. Hatch (ed.): ‘Aluminum-Properties and Physical Metallurgy’, ASM, Metals Park, OH (1984).Search in Google Scholar
7 J.G. Morris (ed.): ‘Thermomechanical Processing of Aluminum Alloys’, TMS-AIME, New York, NY (1979).Search in Google Scholar
8 Rajagopal, S.; Kalpakjian, S.: Technical Report (1981).Search in Google Scholar
9 T. Sheppard (ed.): ‘Aluminum Technology ’86’, The Institute of Metals, London (1986).Search in Google Scholar
10 ASTM Specification, Vol. 03.01, B211M-85a, ASTM, Philadelphia, PA (1985).Search in Google Scholar
11 Kalpakjian, S.: Trans. ASME: J. Eng. Ind. 86 (1964) 49 – 55.Search in Google Scholar
12 MIL Specification, MIL-H-6088F, Section 4.4.3, Heat Treatment of Aluminum Alloys, (1982) 14 – 15.Search in Google Scholar
13 ASTM Specification, Vol. 03.01, E8M-89 (1989), ASTM, Philadelphia, PA 147 – 153.Search in Google Scholar
14 Metal Handbook, 10th edition, ASM, Metals Park, OH, Vol. 2, (1990).Search in Google Scholar
15 Metal Handbook, 8th edition ASM, Metals Park, OH, Vol. 7, (1972).Search in Google Scholar
Werkstoffwissenschaft
Werner Schatt und Hartmut Worch; (Hrsg.), 8. Auflage, Dt. Verlag für Grundstoffindustrie, Stuttgart, 515 Seiten, 445 Bilder, 42 Tabellen, (1996) ISBN 3-342-00675-7
Das Buch „Werkstoffwissenschaft“, das jetzt in der 8. neu bearbeiteten Auflage (früherer Titel: „Einführung in die Werkstoffwissenschaft“) vorliegt, ist seit langem ein Standardwerk. Alle Gebiete der Werkstoffwissenschaft, werden übersichtlich und kompetent dargestellt. Neue Gesichtspunkte und Fort-schritte in der Materialwissenschaft wurden in die neue Auflage eingearbeitet. Dies wurde auch in den Literaturhinweisen berücksichtigt, in denen die äusgewählte Spezialliteratur angegeben wird. Die Literaturhinweise, die jedes Kapitel abschließen, sind wie das ganze Buch umfassend und dennoch nicht ausufernd. Die Bilder und Grafiken, die bereits in den früheren Auflagen den Stoff leicht verständlich darstellten, sind nur vereinzelt verändert worden.
Nach einer Einleitung werden auf ca. 100 Seiten die Grundlagen der Kristallographie beschrieben (Kristall-, Polymer- und amorphe Strukturen). Insbesondere ist hier der Bereich der inneren Grenzflächen, entsprechend dem Wissenszuwachs und der zunehmenden Bedeutung in der Materialwissenschaft, erweitert worden.
Im dritten Kapitel werden nach einer knappen Einführung in die Thermodynamik die verschiedenen Phasenumwandlungen in den festen Zustand diskutiert. Von der Keimbildung zum Gefüge wird alles übersichtlich dargestellt. Dieses Kapitel enthält jetzt einen Abschnitt über nicht konventionelle Phasenumwandlungen.
Im darauffolgenden Kapitel erfolgt die Beschreibung der Phasenumwandlungen, die innerhalb eines Festkörpers möglich sind. Erst im fünften Kapitel erfolgt die etwas aüsführlichere Ubersicht über die Thermodynamik, die zum Verständnis von Zustandsdiagrammen nötig ist.
Im sechsten Kapitel werden die metallographischen Schritte von der Präparation bis zur Analyse und Interpretation erklärt. Lediglich die Beschreibung der mikroskopischen Methoden ist nicht so aüsführlich, daß auf Stärken und Schwächen der jeweiligen Methode geschlossen werden könnte. Hier wäre eine etwas physikalischere Beschreibung der Methoden von Vorteil. Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskopie werden nicht erwähnt, obwohl diese Techniken einen immer breiteren Anwendungsbereich in der Charakterisierung von Oberflächenmorphologie gewinnen.
Danach erfolgt die Beschreibung von thermisch aktivierten Prozessen, wie Diffusion, Rekristallisation und Kristallerholung. Der Abschnitt der Diffusionsgesetze ist dabei neu abgefaßt worden.
Auch das Kapitel über Korrosion ist ausgeweitet worden. Besonders der Korrosionsschutz hat dabei gewonnen. Auch der Abschnitt der Korrosion von Metalle ist erweitert worden. Dies geschah auf Kosten der Korrosion der Polymere.
Im Kapitel 9 werden die verschiedenen Mechanismen der mechanischen Verformung beschrieben. Im letzten Kapitel, das einen Uberblick über die Festkörperphysik gibt, ist der Bereich der Hochtemperatursupraleiter ausgeweitet worden.
Das Buch ist sowohl zum Selbststudium als auch vorlesungsbegleitend zu empfehlen. Ein Einstieg in die Materialwissenschaft ist für Studenten und Wissenschaftler anderer Fachrichtungen mit diesem Buch leicht möglich. Es gibt zusätzlich Motivation und Anleitung zum vertieften Studium dieses Fachs. Dieses Buch darf in keiner Bibliothek der Materialwissenschaft oder angewandte Physik fehlen. Die Uberarbeitung ist ein Gewinn.
G. Duscher, Stuttgart
© 1997 Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Frontmatter
- Aufsätze
- Application of the Tomographic Atom Probe to Selected Problems in Materials Science
- Precipitation During Tempering of Chromium-rich Iron-based Martensite Alloyed with Carbon and Nitrogen
- Preparation, Structure and Physical Properties of Fe-, Co- and Ni-rich Melt-quenched Ribbons Containing Zr or Hf
- Phase Formation Kinetics of Titanium Aluminides Produced from Elemental Powder Mixtures
- Hydroxyapatite Coatings on TiNi Shape Memory Alloys
- Thermomechanical Tube Spinning of AA 2014 Aluminum Alloy
- Production of π-AlMgSiFe Crystals
- Gefügeausbildung bei der Umformung im Zweiphasengebiet
- Thermodynamic Evaluation of the Ti–Al–O Ternary System
- Thermodynamic Assessment of the Ag–Mg Binary System
- A Study of Thermal Properties for Fe–Ni –P–B Amorphous Nanosize Powders Prepared by Chemical Reduction
- Determination of Phase Equilibria in the Sm–Fe –Ti System at 600 °C
- Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V.
- Personen
- Tagung
- Fortbildungspraktikum
- Buchbesprechung
- Terminkalender
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