Textur och kristallplasticitet i AA3XXX aluminiumlegeringar
- Diarienummer
- SM11-0015
- Start- och slutdatum
- 120101-141231
- Beviljat belopp
- 703 841 kr
- Förvaltande organisation
- Gränges AB
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Inom Sapagruppen tillverkar vi tunna aluminiumband för värmeväxlare. Efter tillverkning av värmeväxlare har dessa material stora korn som inte sällan sträcker sig över hela materialtjockleken. Dessutom är materialet vanligtvis starkt texturerat. Därför är det inte lätt att förstå hur materialet beter sig under plastisk deformation. Inom avdelningen för konstruktionsmaterial på Linköpings Universitet finns erfarenhet, kompetens och ett avancerad svepelektronmikroskop som är utrustat så att det går att studera i detalj hur mikrostrukturen utvecklas under pågående plastisk deformation. Mätningarna ska kompletteras med datorberäkningarna som går att genomföra på vanliga kontorsdatorer. Det föreslagna projektet har som syfte att förbättra vår förståelse av deformationsmekanismerna i det ovan beskrivna materialet, att höja kompetensnivån inom textur och kristallplasticitet på Sapa Technology och att starta upp ett nytt intresse för forskning på aluminium på Linköpings Universitet. Vi förväntar oss de följande vetenskapliga resultaten: 1) Att förstå hur olika texturkomponenter och orienteringar inom texturkomponenter påverkar de mekaniska egenskaperna i våra material. 2) Att kunna beräkna texturutvecklingen när deformationerna är kända, och att kunna beräkna de anisotropa mekaniska egenskaperna när texturen är känd.
Populärvetenskaplig beskrivning
Aluminium alloys used in practical applications are built up of many small grains, of sizes between approximately 1 µm and 1 mm. One grain can be considered as a miniature single crystal, where all atoms are located at the positions given by the crystal structure. Aluminium possesses the face-centered cubic crystal structure. This means that an aluminium single crystal consists of many small cubes accurately ordered side-by-side in all three dimensions and that all atoms occupy positions at the corners of these cubes or in the centres of the cube faces. The grains are separated by grain boundaries, and the 'cubes' in two different grains are usually oriented differently. The orientation of the grains can be completely random, or certain orientations can dominate over other orientations. In the latter case, the material possess a texture. The texture has a significant influence on mechanical properties because it is more easy to deform a grain along one direction than along another one. All rolled and extruded aluminium alloys possess significant textures. In the proposed project, we will investigate in detail how thin, soft, and large-grained aluminium alloy samples deform under a tensile force. In these materials, many grains extend over the complete material thickness. This is an intermediate case between the two limiting cases where the material is either a single crystal or where the grains are small as compared to the dimensions of the sample. The materials described above are needed to build automotive heat exchangers. The Sapa Group produces heat exchanger sheet materials in Finspång, Sweden, and in Shanghai, China, and is the world's largest supplier of these materials. Heat exchanger sheet materials are subjected to forming operations and the final mechanical properties of the materials in the heat exchanger are very important. The division of Engineering Materials owns a special electron microscope which is equipped with a small tensile test stage. In addition, a so-called EBSD detector makes it possible to measure crystal orientations with a high spatial resolution. This microscope therefore offers unique possibilitoes for the proposed project. Besides our mutual interest in the scientific and technical aspects of the project, Sapa Technology and the division of Engineering Materials have a general interest to work together because we expect to increase each other's competence, solve problems together and find innovative solutions.