Effet des additifs sur la microstructure et les propriétés mécaniques des alliages d'aluminium-silicium /

Abstract

Dedicated to my parents, Reham and my little Mahmoud RESUMELes alliages aluminium-silicium, particulièrement à la composition eutectique, sont souvent employés dans l'industrie de l'automobile en raison de leur de faible densité relative à des matériaux traditionnels. Les propriétés mécaniques de tels alliages sont déterminées principalement par les constituants microstructuraux de leur structure après la coulée, les morphologies et les quantités de leurs phases intermétalliques. Dans l'état non modifié, les alliages Al-Si montrent un silicium eutectique ayant une forme aciculaire ou lamellaire, de ce fait, ces alliages ont tendance à montrer de faibles résistance et ductilité. Ainsi, les alliages avec une structure principalement eutectique doivent subir la modification afin d'assurer des propriétés mécaniques adéquates. La qualité de du produit coulé peut être améliorée par affînement des grains, ceci permet de réduire la taille des grains primaires de la phase a-aluminium qui solidifie autrement dans une structure de grain grossière. La production des alliages Al-Si avec une stracture et des propriétés mécaniques améliorées implique l'application de deux processus principaux : (i) addition de tels éléments d'alliage comme Mg, Cu, Mn, et autres éléments semblables, pendant l'état liquide; et (ii) traitement thermique. Les éléments de microalliage ou éléments de trace utilisés dans les alliages commerciaux d'aluminium sont de 0.5 à 1.0 % en poids de Pb, Bi, Sn et In, qui ont peu ou pas de solubilité en aluminium, c.-à-d. ils ont des coefficients de distribution extrêmement bas.L'influence du fer (0.5-1 % en poids), du manganèse (0.5-1 % en poids), du cuivre (2.25-3.25 % en poids), et du magnésium (0.3-0.5 % en poids), aussi bien que celle des éléments Pb, Bi, Sn, et In, sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'alliage préeutectique Al-10.8%Si modifié et raffiné a été étudiée dans deux conditions, à savoir, tel En matière de l'addition des éléments d'alliage, les résultats prouvent que l'effet de modification du Sr diminue à mesure que la quantité de cuivre et de magnésium supplémentaires est augmentée, en raison des interactions entre ces éléments, ce qui cause une ségrégation grave des phases d'A^Cu dans les secteurs loin du silicium eutectique modifié et change la séquence de précipitation de la phase «-Ali5(Fe,Mn)3SÍ2 d'une réaction post-dendritique à pré-dendritique où l'intermétallique est observé pour se produire dans les dendrites d'à-AL Dépendant de la teneur en Fe et en Mn dans l'alliage, une grande variation dans la phase a est observée sous forme de particules formées polyhédrales connues sous le nom de « sludge ». La phase d'A^Cu est vue pour se dissoudre presque totalement pendant le traitement thermique de mise en solution, alors que les phases AlsCuaMggSió et les phases intermétalliques du fer 0f-Ali5(Fe,Mn)3SÍ2 s'avèrent pour persister pour tous les alliages étudiés, particulièrement ceux qui contiennent les niveaux élevés du Mg et du Fe. La phase intermétallique de fer de B-Als(F...

Machinability of Al-(7-11%)Si casting alloys :

“…Si casting alloy reduces the mechanical properties, mainly ductility, due to the formation of such/?-Fe platelets. 32 Iron content of up to 0.2% improves the tensile strength, while higher levels reduce the tensile strength and elongation but increase hardness.…”

“…This type of growth occurs at high driving forces of solidification or rapid cooling. 32 Manganese is the most common alloying addition and is highly soluble in aluminum; it is used to neutralize the effects of iron and to modify the morphology and type of the intermetallic phase formed. Small amounts of manganese play a positive role in combining with iron to form the Chinese-script structure instead of a platelike structure.…”

Effect of Intermetallics and Drill Materials on the Machinability of Al-Si Cast Alloys

“…Iron levels can reach 2 wt% at a normal melt temperature of ~700 • C; it should be noted that an Al-Fe eutectic exists at 1.7% Fe at 655 • C, as shown in Figure 1a [1], whereas Figure 1b shows the iron intermetallic phases in the Al corner of the Al-Si-Fe system [2]. The negative effects of iron in aluminum-silicon alloys can be minimized or overcome by applying any of the following techniques [3]:…”