The Microstructure and Mechanical Properties of the AlSi17Cu5 Alloy after Heat Treatment

• Autorzy: Piątkowski J. , Matuła T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0310

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne stopu AlSsi17Cu5 po obróbce cieplnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper results of the microstructure and mechanical properties (HB, R_m and R_0,2) of AlSi17Cu5 alloy, subjected by solution heat treatment (500ºC/6h/woda) and aging (200ºC/16h/piec) are presented. In next step the alloy was modified and heated significantly above the T_liq temperature (separately and together). It was found that the increase in the strength properties of the tested alloy after heat treatment compared to alloys without solution heat treatment and aging was due to precipitation hardening. The applied aging treatment of ingots (preceded by solution heat treatment), causes not only increase in concentration in α(Al) solid solution, but also a favorable change of the primary Si crystals morphology. During stereological measurements significant size reduction and change in the morphology of hypereutectic silicon crystals ware found. This effects can be further enhanced by overheating the alloy to a temperature of 920ºC and rapid cooling before casting of the alloy.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i właściwości mechanicznych (HB, R,_m i R_0,2) odlewów ze stopu AlSi17Cu5 poddanych przesycaniu (500ºC/6h/wrząca woda) i starzeniu (200ºC/16h/piec) po procesie modyfikowania i znacznego przegrzania powyżej temperatury T_liq. (oddzielnie oraz łącznie). Stwierdzono, że podwyższenie właściwości wytrzymałościowych badanego stopu po obróbce cieplnej w stosunku do odlewów bez przesycania i starzenia nastąpiło na skutek utwardzania wydzieleniowego. Zastosowany zabieg starzenia poprzedzony przesycaniem, wywołuje nie tylko wzrost stężenia w roztworze stałym α(Al), ale też korzystną zmianę morfologii pierwotnych kryształów krzemu. Na podstawie pomiarów parametrów stereologicznych stwierdzono istotne zmniejszenie i zmianę morfologii nadeutektycznych kryształów krzemu, co dodatkowo można zintensyfikować przegrzaniem stopu do temperatury 920ºC i szybkim chłodzeniem przed odlaniem.

Słowa kluczowe

EN

casting Al-Si-Me alloys; solution heat and aging; mechanical properties; microstructure

PL

stopy odlewnicze Al-Si-Me; poddawanie przesyceniu i starzeniu; właściwości mechaniczne; mikrostruktura

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3A
• Strony: 1814--1817
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Piątkowski J.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering And Metallurgy, Institute of Metals Technology, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Matuła T.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering And Metallurgy, Institute of Metals Technology, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] B. Closset, J. E. Gruzleski, Structure and properties of hypoeutectic Al-Si-Mg alloys modified with pure Sr, Metallurgical Transactions A, 13 (6), 945-951 (1982).
• [2] G. Dercz, J. Piątkowski, Rietveld quantitative and structural analysis of the Al-W master alloy for silumina modification, Solid State Phenomena, 163, 161-164 (2010).
• [3] Min Zuo, Kun Jiang: Refinement of hypereutectic Al-Si alloy by a new Al-Zr-P master alloy, Journal of Alloys and Compounds, 503 (2), 26-30 (2010).
• [4] J. Piątkowski, F. Binczyk, The alloying effect of the mechanical properties of AlSi17 alloy, Acta Metallurgica Slovaca 2 (3/2), 225 (2001).
• [5] C. L. Xu, H. Y. Wang, Effect of Al–P–Ti–TiC–Nd2O3 modifier on the microstructure and mechanical properties of hypereutectic AlSi20 alloy, Materials Science and Engineering 452–453, 341-346 (2007).
• [6] N. Natahalla, M. Hafiz, M. Abdulkhalek, Effect of microstructure on the mechanical properties and fracture of commercial hypoeutectic Al-Si alloy modified with Na, Sb and Sr, Journal of Materials Science 34 (14), 3555-3564 (1999).
• [7] Z. Qian, L. Xiangfa, D. Hongshand, Re-formation of AlP compound in Al-Si melt, Journal of Alloys and Compounds 480 (2), 376-381 (2009).
• [8] T. B. Abbott, B. A. Parker, The origins of primary silicon particles in hypereutectic aluminum-silicon alloys, Cast Metals 1 (3), 122-132 (1998).
• [9] F. Binczyk, J. Piątkowski, New opinion on phosphorus interaction In process forming of primary structure of hypereutectic silumins, Archives of Material Science 21 (3-4), 199-213 (2000).
• [10] J. Szajnar, T. Wróbel, Inoculation of pure aluminum with an electromagnetic field, Journal of Manufacturing Processes 10 (2), 74-78 (2008).
• [11] J. Piątkowski, The effect of Al-17wt.%Si alloy melt overheating on solidification process and microstructure evoluation, Solid State Phenomena, 176, 29-34 (2011).
• [12] J. Piątkowski, B. Gajdzik, T. Matuła, Crystallization and structure of cast A390.0 alloy with melt overheating temperature, Metalurgija 51, (3), 321-324 (2012).
• [13] J. Piątkowski, Influence of overheating degree on material reliability of A390.0 alloy, Solid State Phenomena, 191, 23-28 (2012).
• [14] J. Piątkowski, Influence of overheating temperature on the shape of primary silicon crystals in hypereutectic Al-Si cast alloys, Solid State Phenomena, 203-204, 417-422 (2013).
• [15] J. Piątkowski, B. Gajdzik, Testing phase changes in Al-Si cast alloys with application of thermal analysis and differential calorimetric analysis, Metalurgija 52 (4), 469-472 (2013).
• [16] J. Piątkowski, Physical and chemical phenomena affecting structure, mechanical properties and technological stability of hypereutectic al-si-me alloys after overheating, Monography, Silesian Technical University, Gliwice (2013).