Application of Hot Workability Studies to Extrusion Processing. Part III: Physical and Mechanical Metallurgy of Al–Mg–Si and Al–Zn–Mg Alloys

Abstract

The conditions for homogenisation and cooling to improve the extrusion velocity and surface quality are derived from analysis of the influence of solidification segregation and constitutive particles in lowering the minimum melting temperature. Over-aged particles of Mg₂Si do not reduce surface quality as do large equilibrium ones and do not raise the strength as much as Mg and Si in solution. A Si level above the Mg₂Si ratio augments the hot strength less than excess Mg and strengthens the extrudate while diminishing toughness. During homogenisation cooling and pre-heating, the precipitates in both Al–Mg–Si and Al–Zn–Mg alloys must be limited in size to permit solution as they pass through the extrusion zone. Both alloys have low quench sensitivity suiting them for rapid cooling upon exit from the press so that the extrudate is ready for age hardening. The influence of additional elements such as Cu, Mn, Zr and Cr on both extrusion process and product are reviewed. © 1997 Published by Elsevier Science Ltd

Résumé

On discute des conditions d'homogénéisation et de refroidissement ameliorant la vitesse d'extrusion et la qualité de la surface. Celles-ci sont dérivées de l'analyse de l'influence de la ségrégation durant la solidification, ainsi que des particules constituantes, sur l'abaissement de la température de fusion minimum. Les particules “survieillies“ de Mg₂Si ne réduisent pas la qualite de la surface comme le font les grosses particules d'équilibre et elles n'augmentent pas la résistance autant que le Mg ou le Si en solution. Un niveau de Si supérieur a celuide la proportion de Mg₂Si augmente moins la résistance a chaud qu'un exècs de Mg et renforce le matériel extrude tout en diminuant la ténacité. Lors du refroidissement d'homogénéisation et du réchauffage, les précipités des deux alliages, Al–Mg–Si et Al–Zn–Mg, doivent être limittés en taille pour permettrela solution alors qu'ils passent par la zone d'extrusion. Les deux alliages ont une faible sensibilitté tà la trempe, ce qui les rend ainsi propice tà un refroidissement rapide tà la sortiede la presse de telle sorte que le mattériel extrudté est prêt pour l'endurcissement par vieillissement. On examine l'influence d'éléments additionnels tels que le Cu, le Mn, le Zr et le Cr sur le procédé d'extrusion et sur le produit.