Title: Microstructural and heat treatment investigations of aluminium alloy type Al-Mg-Zn-Cu produced by wire arc additive manufacturing
Other Titles: Vergleichende Untersuchung von drei 7xxx-Legierungen (mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung) für die Additive Fertigung
Language: English
Authors: Ghanbari, Ehsan 
Qualification level: Diploma
Advisor: Kozeschnik, Ernst 
Assisting Advisor: Falahati, Ahmad 
Issue Date: 2020
Citation: 
Ghanbari, E. (2020). Microstructural and heat treatment investigations of aluminium alloy type Al-Mg-Zn-Cu produced by wire arc additive manufacturing [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-138289
Number of Pages: 54
Qualification level: Diploma
Abstract: 
One of the important properties of the aluminum alloy 7xxx series is their high response to the age hardening. A new produced alloy with higher amount of Mg than Zn with chemical composition of Al-3.5Zn-5Mg-0.3Cu (wt%), which was produced by Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is investigated to find the effect of different aging conditions on the hardening behaviour of the alloy. The mechanical property is characterized by hardness measurements. Single step aging and two-step aging with pre-aging were performed to measure the hardness values.The optimized aging with the highest hardness is found to be a twostep aging, after solution treatment and quenching of the alloy. Artificial aging to 90C for 24 hours and then aging for 622 hours at 140C showed significantly improved hardness in compare to single step-aging cycles at 90C and 140C. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to record precipitation and dissolution reactions from 25C to 500 C. The measurements were executed for different heating rates. In this work, the crystal structures of the formed precipitates were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). TEM investigations show hardness improvement in the Al-3.5Zn-5Mg-0.3Cu alloy is mainly due to the formation of fine and homogeneously distributed metastable T-Mg32(AlZn)49 phase (or T -phase) in the aluminium matrix.

Einer der wichtigen Eigenschaften der Aluminiumlegierung der Serie 7xxx ist ihre starke Antwort auf die Aushärtung. Eine mittels Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) neu hergestellte Legierung, die einen höheren Anteil von Mg als Zn besitzt und eine chemischen Zusammensetzung von Al-3.5Zn- 5Mg-0.3Cu (wt%) aufweist, wurde untersucht um den Effekt verschiedener Auslagerungszustände auf die Härteverhältnisse der Legierung herauszufinden. Die mechanische Eigenschaft wurde durch Härtemessungen beschrieben. Sowohl eine einstufige Auslagerung als auch eine zweistufige Auslagerung mit einer Vorauslagerung wurde durchgeführt, um die Härtewerte zu messen. Die optimalste Auslagerung mit der stärksten Härte ist nach Lösungsglühen und Abschrecken der Legierung, die zweistufige Auslagerung. Somit zeigte sich, dass eine Warmauslagerung auf 90C für 24 Stunden und eine anschließende Auslagerung auf 140C für 622 Stunden eine signifikante verbesserte Härte als im Vergleich zu einer nur einstufigen Auslagerung bei 90C beziehungsweise 140C aufweist. Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde verwendet um die Ausscheidungs- und Auflösungsreaktion bei 25C bis 500C aufzuzeichnen. Die Messungen wurden bei unterschiedlichen Heizraten durchgeführt. In dieser Diplomarbeit wurden die Kristallstrukturen der gebildeten Ausscheidungen mittels Transmission Electron Microscopy (TEM) und High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM) untersucht. Die TEM-Untersuchungen zeigen, dass die Verbesserung der Legierungshärte von Al-3.5Zn-5Mg-0.3Cu hauptsächlich auf die Formation einer fein und homogen verteilten metastabilenT-Mg32 (AlZn)49 Phase beziehungsweise T - Phase in der Aluminiummatrix zurückzuführen ist
Keywords: Al-Mg-Zn; Aluminum Legierung; Auslagerung; Ausscheidung; T-Phase; WAAM
Al-Mg-Zn; Aluminum alloy; aging; precipitation; T-phase; WAAM
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-138289
http://hdl.handle.net/20.500.12708/1087
Library ID: AC15653681
Organisation: E308 - Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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