Precipitation Evolution and Modeling of Growth Kinetics of L12-structured Al3Zr Particles in Al-0.22Zr and Al-0.32Zr (wt.%) Alloys Isothermally Aged

Abstract

The microstructure and microhardness of isothermally aged Al-0.22Zr and Al-0.32Zr alloys were investigated. Peak microhardness occurred after aging at 650K for 100 h for both alloys and decreased slightly after aging at 400 h. Nanometer-scale spherical L1 2 -structured Al 3 Zr precipitates were observed using Transmission Electron Microscopy, these presented r < 7 nm at the center of dendrite branches. In the Al-0.32Zr alloy, particles increased in radius after aging at 650 K from 100 to 400 h while in the Al-0.22Zr alloy, precipitate radii remained constant in the same range. This is possibly due to solute migration to the periphery of dendritic branches, where larger particles nucleated. After aging at 700 K for 100h, there are growth instabilities at the interface of the particles. A theoretical model, used to predict particle growth by diffusion, presented good agreement with the experimental findings.

A solution to the hot cracking problem for aluminium alloys manufactured by laser beam melting

“…Indeed, back to eq. (ii) Souza et al [45] showed that high cooling rate can suppress Al3Zr phase precipitation. Shigenori Hori et al [46] even draw the 32 transition between precipitation of Al3Zr structure and αAl supersatured state according to cooling rate and Zr content for Al-Zr alloys (Figure 21).…”

Efeito do teor de zircônio e da deformação no envelhecimento de ligas Al-Zr

“…Esse resfriamento rápido foi realizado A liga de maior concentração em zircônio (0,32%p.Zr) e maior grau de deformação (70%) apresentou uma maior quantidade de precipitados Al 3 Zr, o que indica a contribuição do aumento de concentração de zircônio e da deformação para aumentar a quantidade dessas partículas. A força motriz para precipitação é maior nas ligas com maior concentração em zircônio, de modo que favorece o aumento no número de precipitados [4][5][6][7][8]. As discordâncias geradas após deformação são sítios que facilitam a precipitação heterogênea pela microestrutura e também favorecem o aumento na quantidade de precipitados.…”

“…A redução da microdureza entre 100 e 400 horas é devido ao superenvelhecimento da liga que ocorre devido o coalescimento dos precipitados [6][7][8][9]. Esse comportamento também foi observado por Souza [6].…”

“…As ligas Al-Zr se destacam nessa classe de materiais por formarem precipitados Al 3 Zr de estrutura cúbica na matriz de alumínio. Esses precipitados bloqueiam ou dificultam a movimentação de discordâncias, resultando em um endurecimento do material [4][5][6][7][8][9][10].…”

INTEGRATED COMPUTATIONAL MATERIALS ENGINEERING (ICME) INVESTIGATION OF ELECTRICAL CONDUCTIVITY AND THERMODYNAMIC STABILITY FOR PRECIPITATION STRENGTHENED Al-Zn-Zr AND Al-Zn-Ni TERNARY ALLOYS

“…One disadvantage of the interdendritic channels is that they are usually weaker and more susceptible to failure relative to other regions because of the fewer and bigger precipitates present. This leads to deleterious effects on the mechanical properties [30,31,82].…”