Aluminum alloys are widely utilized in diverse industries, such as automobiles, aerospace, and architecture, owing to their high specific strength and resistance to oxidation. However, to meet the increasing demands of the industry, it is necessary to design new aluminum alloys with excellent properties. Thus, a new method is required to efficiently test additively manufactured aluminum alloys with various compositions within a short period during the alloy design process. In this study, a combinatory approach using a direct energy deposition system for metal 3D printing process with a dual feeder was employed. Two types of aluminum alloy powders, namely Al6061 and Al-12Cu, were utilized for the combinatory test conducted through 3D printing. Twelve types of Al-Si-Cu-Mg alloys were manufactured during this combinatory test, and the relationship between their microstructures and properties was investigated.
Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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2006.09a
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pp.193-194
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2006
With the onging trend of weight saving in automobiles, the application of light alloys is increasing. Recently, aluminum powder metallurgy has been the subject of renewed attention due to the combination of lightweight of aluminium and the efficient material utilisation of the powder metallurgical process, which offer attractive benefits to potential end-users. This study is to explore the use of warm compaction process to aluminium powder metallurgy. This paper presents a detailed study of the effect of warm compression and sintering conditions on the resultant microstructures and mechanical properties of Al-Cu-Mg-Si PM blend.
Fractional melting process involves heating an alloy within its liquid-solid region simultaneously ejecting liquid from the solid-liquid mixture. The extent of the purification obtained is comparable to that obtained in multi-pass zone refining. The new fractional melting process in which centrifugal force was used for separating the liquid from the mixture has been developed and applied to the purification of the metallic grade. Refining ratio depends on partition ratio, cake wetness and diffusion in the solid, and it was controlled by various processing parameters such as rotating speed and heating rate. The new parameter called "refining partition coefficient" has been suggested to estimate the effects of processing variables on the refining ratio. Because major impurities in MG-silicon such as Fe, Al, Ni have a low segregation coefficient, good purification effect is expected. The results of refining MG-silicon(98%) showed that 3N-Si was obtained in refined solid of 50% of the original sample.
Brazing of Al to Cu using AI-Si-Mg-Bi brazing alloy has been carried out in the vacuum furnace. In the bonded interlayer, there were two kinds of intermetallic compounds. One of these intermetallic compounds was e phase and the other was b phase. The growth of b phase was controlled by diffusion Al into Cu. Deformation behavior of Al-Cu brazing joint was brittle without deformation of the base metal. Shear strength of the joint was only about 20MPa. The shear specimen broken in the intermetallic compound, which was mainly e phase. Shear strength did not depend on the bonding temperature.
This study evaluated relative hot cracking susceptibility of commercial aluminum alloy welds, and then suggested possible mechanisms operated in the weld fusion zone and in the heat affected zone based on the observed cracking morphologies, fractography and microstructural features. The fusion zone solidification cracking was found to be mainly due to a microsegregation of Cu, Si, and Mg in grain boundaries, while liquation cracking in the HAZ was by the incipient melting of the segregated grain boundaries and the consitutional liquation of large aging precipitates and intermetallic compounds in the partially melted zone adjacent to the fusion line which experienced a rapid thermal excursion during welding.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2017.05a
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pp.152-152
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2017
Titanium and its alloys have been widely used for biomedical applications. However, the use of the Ti-6Al-4V alloy in biomaterial is then a subject of controversy because aluminum ions and vanadium oxide have potential detrimental influence on the human body due to vanadium and aluminum. Hence, recent works showed that the synthesis of new Ti-based alloys for implant application involves more biocompatible metallic alloying element,such as, Nb, Hf, Zr and Mo. In particular, Nb and Hf are one of the most effective Ti ${\beta}$-stabilizer and reducing the elastic modulus. Plasma electrolyte oxidation (PEO) is known as excellent method in the biocompatibility of biomaterial due to quickly coating time and controlled coating condition. The anodized oxide layer and diameter modulation of Ti alloys can be obtained function of improvement of cell adhesion. Silicon (Si) and magnesium (Mg) has a beneficial effect on bone. Si in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. In vitro studies have shown that Mg plays very important roles in essential for normal growth and metabolism of skeletal tissue in vertebrates and can be detected as minor constituents in teeth and bone. Therefore, in this study, Si and Mg coatings on the hydroxyapatite film formed Ti-29Nb-xHf alloys by plasma electrolyte oxidation has been investigated using several experimental techniques. Ti-29Nb-xHf (x= 0, 3, 7 and 15wt%, mass fraction) alloys were prepared Ti-29Nb-xHf alloys of containing Hf up from 0 wt% to 15 wt% were melted by using a vacuum furnace. Ti-29Nb-xHf alloys were homogenized for 2 hr at $1050^{\circ}C$. The electrolyte was Si and Mg ions containing calcium acetate monohydrate + calcium glycerophosphate at room temperature. The microstructure, phase and composition of Si and Mg coated oxide surface of Ti-29Nb-xHf alloys were examined by FE-SEM, EDS, and XRD.
Park, C.;Kim, S.S.;Bae, M.H.;Kang, S.W.;Kwon, Y.N.;Lee, Y.S.;Lee, J.H.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2003.05a
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pp.65-69
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2003
The effects of microstructural features on the fracture behaviors, including impact, high-cycle fatigue, fatigue and crack propagation, of thixoformed 357-T5 (Al-7%Si-0.6%Mg) alloy were examined. The resistance to impact and high-cycle fatigueof thixoformed 357-T5 tended to improve greatly with increasing solid volume fraction. An almost three-fold increase in impact energy value was, for example, observed with increasing solid volume fraction from 59 to 70%. The improvement in both impact and fatigue properties of thixoformed 357-75 with increasing solid volume fraction in the present study appeared to be related to the magnitude of stress concentration at the interface between primary and eutectic phase, by which the fracture process was largely influenced. Based on the fractographic and micrographic observations, the mechanism associated with the beneficial effect of high solid volume fraction in thixoformed 357-T5 alloy was discussed.
The microstructural characteristics and low temperature tensile properties between $25^{\circ}C$ and $-196^{\circ}C$ for as-welded and age hardened specimen by using Al 5083-H321 for base metal, 5083-5356 and 5083-4043 weldments have been investigated. The hardness of 5083-5356 weldment decreases with aging treatment, whereas the weld region of 5083-4043 weldment shows remarkable increase in hardness after aging due to the precipitation of fine Si particle at the grain boundaries and interiors. Low temperature tensile properties of 5083 AI base metal, 5083-5356 and 5083-4043 weldments appear to be the increment of tensile strengths and elongations at the room temperature and $-196^{\circ}C$, while the decrement of tensile properties around $-50^{\circ}C$ is shown. Through the observation of fine serration to fracture in the stress-strain curve and tensile fractography, the increment of localized deformation leading to promote the neck initiation and the increment of the dimple size cause to decrease in tensile strengths and elongations around $-50^{\circ}C$. For the tensile specimen of the 5083 base metal, 5083-5356 and 5083-4043 weldments, the reason to increase in elongation after solution and aging treatment is the diminishment of fine pit, the resolution of Mg into the matrix and the spheridization of the eutectic Si.
In this study, the influence of impurity element Ca, P on solidification behavior and morphology of eutectic silicon was examined by observation of microstructure and by DSC analysis. In the case of 1.3 ppm P, eutectic Si was fine and fibrous when the added amount of Ca was 500 ppm, However, the modification of eutectic Si was depressed by formation of polygonal Ca-Si compounds when the addition amount of Ca was greater than 1000 ppm. The addition of Ca 500 ppm depressed the primary and eutectic temperature. The primary and eutectic temperature were depressed with Ca 500 ppm but rather ascended when the addition amount of Ca was more than 1000 ppm. When the content of P was 17.5 ppm, eutectic Si had modified morphology with Ca addition. DAS was increased, the primary temperature was ascended and eutectic temperature was depressed with Ca added. Eutectic Si appeared as coarse flake phase and DAS was decreased with the increase of P content. The existence of P in the melt depressed the primary temperature and ascended eutectic temperature.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.26
no.10
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pp.2034-2043
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2002
The process design to produce a near net shape home-appliance compressor component using semi-solid die casting process is performed. In order to obtain a good component without defects such as liquid segregation and porosity, the relationship between pressure and time, and plunger tip displacement and injection velocity are proposed with repeated trial and error. The effect of the velocity variation in the process parameters on liquid segregation and extraction is investigated to produce the aluminum frame part(a kind of compressor part) with good mechanical properties. The mechanical characteristic of semi-solid die casting formed parts for AlSi7Mg0.65r(A357) and AlSi17Cu4Mg(A390) are investigated with a view to minimizing the occurrence of defects. To investigate of application possibility at industry field, A380 aluminum alloy with 8∼9% silicon contents used for the squeeze casting process. The obtained mechanical properties is compared with semi-solid die casting.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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