Effect of PEO coating on mechanical properties of stamped wrought Al 6451 alloy Einfluss der PEO-Beschichtung auf die mechanischen Eigenschaften der gestanzten Aluminium-Knetlegierung AW 6451

Abstract

Experimental specimens prepared with stamped wrought Al 6451 alloy, which mainly contains 0.75 % Si and 0.58 % Mg and widely applied in automotive industries for body closure, were tested for tensile properties by comparing uncoated and plasma electrolytic oxidation coated specimens subjected to tensile tests. The properties including ultimate tensile strength (UTS), yield strength (YS), elongation (e_f) and elastic modulus (E) were evaluated by tensile tests. Following the coating layer built up to 3 μm and 10 μm, the ultimate tensile strength reduced from 161.5 MPa to 143.6 MPa, 137.0 MPa, the yield strength reduced from 86.8 MPa to 38.6 MPa and 38.0 MPa, the e_f reduced from 16.2 % to 15.0 %, 15.3 %, the elastic modulus elevated from 62.9 GPa to 84.4 GPa, 79.0 GPa, respectively. The microstructure was analyzed by scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy, and the observations indicated that the coating layer provided initiation sites of cracking and consequently reduced the tensile strength and strength hardening rates of the alloy under tensile loading.

Versuchsproben aus gestanzter Knetlegierung AW 6451, die hauptsächlich 0,75 % Si und 0,58 % Mg enthält und in der Automobilindustrie häufig für Karosserieteile verwendet wird, wurden auf ihre Zugfestigkeit geprüft. Unbeschichtete und plasmaelektrolytisch oxidierte Proben wurden Zugversuchen unterzogen und verglichen. Die Eigenschaften, darunter Zugfestigkeit (UTS), Streckgrenze (YS), Dehnung (e_f) und Elastizitätsmodul (E), wurden durch Zugversuche ermittelt. Nachdem die Beschichtungsschicht auf 3 μm und 10 μm aufgebaut war, verringerte sich die Zugfestigkeit von 161,5 MPa auf 143,6 MPa, 137,0 MPa, die Streckgrenze von 86,8 MPa auf 38,6 MPa und 38,0 MPa, die Dehnung von 16,2 % auf 15,0 % bzw. 15,3 % und der Elastizitätsmodul von 62,9 GPa auf 84,4 GPa bzw. 79,0 GPa. Die Mikrostruktur wurde mittels Rasterelektronenmikroskop und energiedispersiver Spektroskopie analysiert, und die Beobachtungen zeigten, dass die Beschichtungsschicht Ausgangspunkte für die Rissbildung bot und infolgedessen die Zugfestigkeit und die Festigkeitsaushärtungsraten der Legierung unter Zugbelastung verringerte.