Effect of Grain Refinement and Cooling Rate on the Microstructure and Mechanical Properties of Secondary Al-Si-Cu Alloys

Abstract

The effect of AlTi5B1 grain refinement and different solidification rates on metallurgical and mechanical properties of a secondary AlSi7Cu3Mg alloy is reported. While the Ti content ranges from 0.04 up to 0.225 wt.%, the cooling rate varies between 0.1 and 5.5 C/s. Metallographic and thermal analysis techniques have been used to quantitatively examine the macro- and microstructural changes occurring with grain refiner addition at various cooling rates. The results indicate that a small AlTi5B1 addition produces the greatest refinement, while no significant reduction of grain size is obtained with a great amount of grain refiner. On increasing the cooling rate, a lower amount of AlTi5B1 master alloy is necessary to produce a uniform grain size throughout the casting. The combined addition of AlTi5B1 and Sr does not produce any reciprocal interaction or effect on primary a-Al and eutectic solidification. The grain refinement improves the plastic behavior of the alloy and increases the reliability of castings, as evidenced by the Weibull statistics

Effect of Strontium and Strontium-Magnesium Additions on the Microstructure and Mechanical Properties of Hypereutectic Al-17Si Alloy

“…Bu problemler, araştırmacıları özgül mukavemetlerini etkilemeden, dökümlerinde çekirdeklenmeyi artırma [9], [20] veya tane küçültme [21], [22], dendirit kol mesafesini azaltma [23], [24], ötektik silisyum parçacıklarının şeklini ve dağılımlarını değiştirme [8], [25] veya katı çözünürlük [26], [27] sergileyen elementler kullanma yoluyla Al-Si esaslı alaşımların yapısal veya mekanik özelliklerini iyileştirme yönünde çalışmalar yapmaya yöneltmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen bulgularda stronsiyumun (Sr) ötektik silisyum parçacıklarını modifiye ederek, magnezyumun (Mg) ise katı çözünürlük sergileyerek ötektik altı ve yakın ötektik bileşim esaslı Al-Si alaşımlarının hem yapısal hem de sertlik ve mekanik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür [12], [22], [24], [25], [28], [29]. Diğer taraftan, Sr ve Mg katkılarının belli oranları aşması durumunda söz konusu Al-Si alaşımlarının içyapısında sırasıyla Al4Sr ve Mg2Si gibi bileşiklerin oluşmasına yol açtığı ve genellikle dendiritler arası bölgelerde oluşan bu fazların bazı durumlarda yapıda çatlak oluşumunu ve ilerlemesini kolaylaştırdığı için mukavemeti düşürdüğü ortaya konulmuştur [21].…”

Experimental and Statistical Analysis of Effect of Si Modification and Grain Refinement on Tensile Properties of A356 Alloy

“…On the other hand, grain refiner has an effect on dendrite arms in the aluminum alloys [12,45]. Ti grain refiner such as AlTixBy changes dendrite arms from coarse structure to smaller structure, but dendrite arms are formed as columnar [65]. However, Ti-free B grain refiners have a little different effect on microstructure than AlTixBy type grain refiners.…”

The Effect of Modification and Grain Refining on Microstructure and Mechanical Properties of AlSiCu (LM24) Aluminum Alloy

“…Ayrıca Ti-B ile yapılan tane inceltme işleminin B206 alaşımında A319 alaşımına göre daha iyi olduğunu bildirmişlerdir [5]. Timelli ve ark, AlSiCu alaşımlarına uygulanan tane inceltme işlemi ile Farklı Ti içeriği ve katılaşma oranına bağlı olarak çekme testi sonuçları Weibull istatiksel metodu ile değerlendirmişlerdir [6]. Wang ve ark., alüminyum 6063 alaşımında Al-Ti-C-B ile uygulanan tane inceltici limitlerini araştırmışlardır.…”