Published April 1, 2020
| Version v1
Publication
Open
Mechanical characterization of aged AA2026-AA2026 overcast joints fabricated by squeeze casting
Creators
- 1. University of Engineering and Technology Taxila
- 2. University of Engineering and Technology Lahore
- 3. Imperial College London
Description
Abstract Squeeze overcasting has emerged as an attractive option for casting of Al alloys in terms of mechanical properties. The attainment of the desired magnitude of these properties is challenging in overcasting due to the involvement of a number of process parameters. In this study, the effects of insert preheat temperature ( T I ) along with pouring temperature ( T P ), and squeeze pressure ( P S ) on the mechanical properties of squeeze overcast AA2026-AA2026 joint were investigated. Experimental results revealed that the squeeze pressure is the most prominent factor affecting the ultimate tensile strength (UTS) while micro-hardness (MH) is significantly influenced by the pouring temperature. Maximum values of UTS (315 MPa) and MH (130 HV) were achieved at a P S of 120 MPa, T P of 780 °C, and T I of 250 °C. Energy dispersive X-ray (EDX) analysis witnessed that T I has also a significant role in determining the quality of bond between the substrate and the melt. Scanning electron microscopy (SEM) depicts that the morphology of the fractured surface has a sound influence on both selected responses. Both the strength and hardness are noticed better if the fractured surface possesses the flat-faced morphology. Furthermore, an empirical regression model was developed using response surface methodology (RSM) design and validated through eight confirmatory experiments. RSM integrated multi-objective optimization genetic algorithm (MO-GA) was deployed to optimize the UTS and MH. The comparative results obtained from RSM and MO-GA demonstrated that the deviation in experimental and predicted values is less than 5%.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
برز الضغط التجريدي الملبد بالغيوم كخيار جذاب لصب سبائك الألمنيوم من حيث الخواص الميكانيكية. يمثل تحقيق الحجم المطلوب لهذه الخصائص تحديًا في التلبيد بسبب مشاركة عدد من معلمات العملية. في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات درجة حرارة التسخين المسبق ( T I ) جنبًا إلى جنب مع درجة حرارة الصب ( T P )، وضغط الضغط ( P S ) على الخواص الميكانيكية لمفصل الضغط الملبد AA2026 - AA2026. كشفت النتائج التجريبية أن ضغط الضغط هو العامل الأبرز الذي يؤثر على قوة الشد القصوى (UTS) في حين أن الصلابة الدقيقة (MH) تتأثر بشكل كبير بدرجة حرارة الصب. تم تحقيق القيم القصوى لـ UTS (315 ميجا باسكال) و MH (130 HV) عند P S من 120 ميجا باسكال، T P من 780 درجة مئوية، و T I من 250 درجة مئوية. شهد تحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) أن TI له أيضًا دور مهم في تحديد جودة الرابطة بين الركيزة والذوبان. يصور الفحص المجهري الإلكتروني (SEM) أن مورفولوجيا السطح المكسور لها تأثير صوتي على كل من الاستجابات المختارة. يتم ملاحظة كل من القوة والصلابة بشكل أفضل إذا كان السطح المكسور يمتلك الشكل ذي الوجه المسطح. علاوة على ذلك، تم تطوير نموذج انحدار تجريبي باستخدام تصميم منهجية سطح الاستجابة (RSM) وتم التحقق من صحته من خلال ثماني تجارب تأكيدية. تم نشر الخوارزمية الجينية المتكاملة للتحسين متعدد الأهداف RSM (MO - GA) لتحسين UTS و MH. أظهرت النتائج المقارنة التي تم الحصول عليها من RSM و MO - GA أن الانحراف في القيم التجريبية والمتوقعة أقل من 5 ٪.Translated Description (French)
Résumé La surestimation sous pression est apparue comme une option attrayante pour la coulée d'alliages d'Al en termes de propriétés mécaniques. L'atteinte de l'ampleur souhaitée de ces propriétés est difficile dans la surestimation en raison de l'implication d'un certain nombre de paramètres de processus. Dans cette étude, les effets de la température de préchauffage de l'insert ( T I ) ainsi que de la température de coulée ( T P ) et de la pression de compression ( P S ) sur les propriétés mécaniques du joint AA2026-AA2026 couvert par compression ont été étudiés. Les résultats expérimentaux ont révélé que la pression de compression est le facteur le plus important affectant la résistance à la traction ultime (UTS) tandis que la micro-dureté (MH) est significativement influencée par la température de coulée. Les valeurs maximales d'UTS (315 MPa) et de MH (130 HV) ont été atteintes à un P S de 120 MPa, T P de 780 °C et T I de 250 °C. L'analyse par rayons X à dispersion d'énergie (EDX) a montré que T I joue également un rôle important dans la détermination de la qualité de la liaison entre le substrat et la masse fondue. La microscopie électronique à balayage (MEB) montre que la morphologie de la surface fracturée a une influence sonore sur les deux réponses sélectionnées. La résistance et la dureté sont mieux remarquées si la surface fracturée possède la morphologie à face plate. En outre, un modèle de régression empirique a été développé à l'aide de la méthodologie de surface de réponse (RSM) et validé par huit expériences de confirmation. L'algorithme génétique d'optimisation multi-objectif intégré (MO-GA) de RSM a été déployé pour optimiser l'UTS et le MH. Les résultats comparatifs obtenus à partir de RSM et MO-GA ont démontré que l'écart entre les valeurs expérimentales et prédites est inférieur à 5%.Translated Description (Spanish)
Resumen La fundición Squeeze ha surgido como una opción atractiva para la fundición de aleaciones de Al en términos de propiedades mecánicas. El logro de la magnitud deseada de estas propiedades es un desafío en el overcasting debido a la participación de una serie de parámetros del proceso. En este estudio, se investigaron los efectos de la temperatura de precalentamiento del inserto ( T I ) junto con la temperatura de vertido ( T P ) y la presión de compresión ( P S ) sobre las propiedades mecánicas de la junta cubierta por compresión AA2026-AA2026. Los resultados experimentales revelaron que la presión de compresión es el factor más prominente que afecta la resistencia a la tracción final (UTS), mientras que la microdureza (MH) está significativamente influenciada por la temperatura de vertido. Los valores máximos de UTS (315 MPa) y MH (130 HV) se alcanzaron a un P S de 120 MPa, T P de 780 °C y T I de 250 °C. El análisis de rayos X de dispersión de energía (edX) fue testigo de que T I también tiene un papel importante en la determinación de la calidad de la unión entre el sustrato y la masa fundida. La microscopía electrónica de barrido (SEM) muestra que la morfología de la superficie fracturada tiene una influencia sonora en ambas respuestas seleccionadas. Tanto la resistencia como la dureza se notan mejor si la superficie fracturada posee la morfología de cara plana. Además, se desarrolló un modelo de regresión empírica utilizando el diseño de la metodología de superficie de respuesta (RSM) y se validó a través de ocho experimentos confirmatorios. Se implementó el algoritmo genético de optimización multiobjetivo integrado RSM (MO-GA) para optimizar el UTS y el MH. Los resultados comparativos obtenidos de RSM y MO-GA demostraron que la desviación en los valores experimentales y pronosticados es inferior al 5%.Files
s00170-020-05242-9.pdf.pdf
Files
(2.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3ea373985c8f012a9e979821939ac0ca
|
2.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التوصيف الميكانيكي للمفاصل الملبدة بالغيوم AA2026 - AA2026 القديمة المصنعة بواسطة صب الضغط
- Translated title (French)
- Caractérisation mécanique des joints couverts AA2026-AA2026 vieillis fabriqués par moulage sous pression
- Translated title (Spanish)
- Caracterización mecánica de juntas cubiertas envejecidas AA2026-AA2026 fabricadas por fundición por compresión
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3016983410
- DOI
- 10.1007/s00170-020-05242-9
References
- https://openalex.org/W1975796615
- https://openalex.org/W1975867958
- https://openalex.org/W1979690458
- https://openalex.org/W1984104491
- https://openalex.org/W1985996704
- https://openalex.org/W1986301662
- https://openalex.org/W1986506596
- https://openalex.org/W1991743924
- https://openalex.org/W1998806905
- https://openalex.org/W2002895241
- https://openalex.org/W2006164853
- https://openalex.org/W2010183682
- https://openalex.org/W2014501104
- https://openalex.org/W2019048121
- https://openalex.org/W2020601052
- https://openalex.org/W2026360417
- https://openalex.org/W2034017500
- https://openalex.org/W2041380419
- https://openalex.org/W2041918035
- https://openalex.org/W2047996985
- https://openalex.org/W2050630893
- https://openalex.org/W2057708070
- https://openalex.org/W2064263655
- https://openalex.org/W2066618407
- https://openalex.org/W2066746323
- https://openalex.org/W2072456652
- https://openalex.org/W2074252776
- https://openalex.org/W2079802875
- https://openalex.org/W2084578808
- https://openalex.org/W2138875831
- https://openalex.org/W2179052459
- https://openalex.org/W2191229620
- https://openalex.org/W2278425291
- https://openalex.org/W2469090284
- https://openalex.org/W2557228493
- https://openalex.org/W2560628579
- https://openalex.org/W2565606851
- https://openalex.org/W2606076896
- https://openalex.org/W2741143024
- https://openalex.org/W2778060358
- https://openalex.org/W2785529361
- https://openalex.org/W2795882158
- https://openalex.org/W2891179364
- https://openalex.org/W2900548416
- https://openalex.org/W2906706642
- https://openalex.org/W290671805
- https://openalex.org/W2936535169
- https://openalex.org/W2946382759
- https://openalex.org/W377650612