بررسي تاثير عنصر منيزيم و عمليات حرارتي رسوب سختي بر توسعه آلياژهاي ريختگي پايه آلومينيم- سيليسيم- مس با استحكام بالا

Effect of magnesium and precipitation hardening heat treatment to develop high strength aluminium-silicon-copper casting alloys

آلياژهاي آلومينيم- سيليسيم- مس غالباًَ تحت عمليات حرارتي رسوب سختي قرار مي گيرند. پاسخ اين آلياژها به عمليات پيرسازي بسيار كند است. در اين تحقيق با هدف حل مشكل بيان شده، مقادير 2/0%، 4/0% و 7/0% وزني منيزيم به تركيب آلياژ Al-10Si-3.5Cu، افزوده شد و سپس دو عمليات حرارتي رسوب سختي مختلف با شيوه حل سازي متفاوت روي نمونه ها اعمال گرديد. با توجه به نتايج، حضور منيزيم به عنوان عنصر آلياژي در اين آلياژها، به شدت عمليات پيرسختي را سرعت مي بخشد. انجام عمليات حل سازي دومرحله اي نسبت به عمليات حل سازي يك مرحله اي، منجر به حصول خواص مكانيكي بالاتر پس از عمليات پيرسازي مي گردد. در انتها مشخص گرديد، آلياژ Al-10Si-3.5Cu-0.2Mg كه تحت عمليات حرارتي با حل سازي دو مرحله اي قرار گيرد با استحكام كششي MPa9/383، استحكام تسليم MPa7/289 و درصد ازدياد طول نسبي 97/3% خواص بهينه را در ميان آلياژهاي بررسي شده دارد و به دليل دارا بودن خواص مكانيكي و همچنين خواص ريخته گري فوق العاده، مي تواند به عنوان جايگزيني براي تعداد زيادي از آلياژهاي ريختگي آلومينيم معرفي گردد.

Aluminum-silicon-copper alloys in most cases are heat treated. The response of these alloys to aging is very slow. In this investigation, to solve this problem, 0.2, 0.4 and 0.7wt% magnesium were added to Al-10Si-3.5Cu alloy. The new alloys were heat treated through two types of precipitation hardening processes with different solution heat treatment stages. The results showed that the presence of different amounts of magnesium in the composition of this alloy extremely accelerates the response to aging treatments and leads to increase the hardness and strength.. Applying two-stage solution heat treatment on new alloys, produced high strength aluminum alloys compared with using single-stage solution heat treatment. The results showed that Al-10Si-3.5Cu alloy containing 0.2% magnesium and heat treated through two-stage solution process, leads to optimum properties having 383.9 MPa ultimate tensile strength, 289.7 MPa yield strength and 3.97% elongation and due to its extraordinary mechanical properties and casting characteristics, can be used as a substitute for a large number of aluminum castings which need high strength.