Effects of Re-Aging on the Fatigue Properties of Aluminum Alloy AA7075 Translated title: Auswirkungen des Re-Agings auf die Betriebsfestigkeitseigenschaften einer Aluminiumlegierung AA7075

Abstract

In this study, 7075 aluminum alloy was subjected to triple-aging of retrogression and re-aging (RRA) treatments. The alloy was retrogressed at 220 °C for 60 minutes following the T6 heat treatment and later re-aged at temperatures between 100 °C and 140 °C for 24 hours and at 120 °C for various durations in the range of 15–35 hours. The effects of temperature and duration of re-aging on hardness and the fatigue behaviors of RRA tempered 7075 aluminum alloys were investigated. The results show that temperature and duration of re-aging have an influence on both hardness and fatigue resistances. An increment of the hardness values depends on increasing of re-aging temperature and times until 120 °C and 24 hours and reaches to the maximum value. However, those values decrease with higher re-aging temperatures and longer duration than 120 °C and 24 hours, respectively. On the other hand, in the fatigue tests, the highest fatigue resistance was observed for the sample re-aged at 120 °C for 24 hours, while the sample re-aged at 140 °C for 24 hours showed the longest fatigue life under lower fatigue stress.

Kurzfassung

In der diesem Beitrag zugrunde liegenden Studie wurde eine Alumniumlegierung AA7075 einer Drei­fachalterung während einer Retrogression sowie einer Re-Aging-Behandlung (RRA) unterworfen. Die Legierung wurde anschließend an die T6-Wärmebehandlung einer Retrogression bei 220 °C unterworfen und dann zwischen 100 °C und 140 °C über 24 h sowie bei 120 °C in einem Bereich zwischen 15–35 h rückgealtert. Die Auswirkungen der Re-aging-Temperaturen und -zeiten auf das Ermüdungsverhalten der RRA-wärmebehandelten Alumniumlegierung AA 7075 wurden untersucht. Wöhler-Versuchsaufbauten wurden eingesetzt, um die ideale Re-agingtemperatur und -zeit zu bestimmen. Für die mikrostrukturelle Charakterisierung wurden Rasterelektronenmikroskopie (REM), energiedisperse Spektro­skopie (EDS) kombiniert mit REM-Untersuchungen und Röntgen (XRD) eingesetzt. Die experimentell gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass die Temperatur und die Zeit der Rückalterung einen Einfluss sowohl auf die Härte als auch auf den Ermüdungswiderstand haben. Eine Zunahme der Härtewerte hängt von der Steigerung der Rückalterungstemperatur und -zeit bis zu 120 °C und 24 h ab und erreicht dabei einen maximalen Wert. Diese Werte nehmen mit höheren Rückalterungstemperaturen und längeren Zeiten als 120 °C bzw. 24 h ab. Andererseits wurde in den Ermüdungsversuchen die größte Ermüdungsresistenz für die Probe beobachtet, die bei 120 °C über 24 h rückgealtert wurde, während die Probe, die bei 140 °C über 24 h rückgealtert wurde, die längste Lebensdauer unter niedrigeren Spannungen aufwies. Die Ergebnisse können mit den mikrostrukturellen Änderungen während der verschiedenen RRAWärmebehandlungsbedingungen erklärt warden. Sowohl die Härte- als auch die Lebensdauerwerte wiesen eine gute Korrelation untereinander sowie mit den XRD-Ergebnissen bzw. den Bruchoberflächen auf.