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Influence of Mg Content on the Mechanical Properties of Cast Hypereutectic Al-Si Alloys

Xichun Liu

Master's thesis (2009)

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Abstract

The current study focuses on the influence of the Mg content on the mechanicalproperties of cast hypereutectic Al-Si alloys. With increasing the Mg content, theformation of the primary Mg2Si tends to substitute for the primary Siprogressively in the modified castings with the properties close to the Si crystals,both of which are believed to be important in Al alloys. Other than the Al-Si alloysystem has been fully developed, the Al-Mg2Si composites however just start tobe concerned recently. A new alloy system is thus established based on theconventional cast hypereutectic Al-Si A390 alloy with increasing Mg content.The formation of the primary Mg2Si is the main characteristic of adding Mg intothe alloy A390, tending to substitute for the primary Si progressively. Equilibriumcalculations and binary/ ternary/ quaternary phase diagram plots were carriedout using the FactSageTM software, predicting the Al-Si alloy system alternativeswith the Mg additions. The 6 and 10 wt% Mg alloys were found to berepresentative of the different decomposition behaviours in two transitionregions where both primary phases can be precipitated in a particular order of Sito Mg2Si for the alloy with lower magnesium content and Mg2Si to Si for thesecond composition. For both alloys, the Mg2Si phase is significant in thealuminum matrix.

Résumé

L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence de la teneur en magnésium (Mg)sur la microstructure et les propriétés mécaniques d'un alliage d'aluminium (Al)– silicium (Si) hypereutectique. Un nouvel alliage hypereutectique à forte teneuren magnésium a été développé en ajoutant 6% et 10% massique demagnésium. Les résultats obtenus montrent qu'en augmentant la teneur en Mg,la phase intermétallique Mg2Si se substitue progressivement à la phase primaireSi. Des calculs thermodynamiques réalisés à l'aide du logiciel FactSageTM ontservi à prévoir la séquence de précipitation des phases au sein des alliagesétudiés. Ces calculs ont été réalisés pour des systèmes binaires, ternaires etquaternaires. Pour les alliages auxquels ont été ajoutés de 6% de 10% de Mg, ily a corrélation entre les prédictions thermodynamiques et les séquences desolidification observées, particulièrement pour les deux régions de transition.Dans ces régions de transition, les deux phases primaires Si et Mg2Siprécipitent dans un ordre précis, mais différent pour chaque alliage. Pourl'alliage à faible teneur en Mg (6%), le silicium précipite d'abord tandis que pourl'alliage à forte teneur en Mg (10%) l'ordre de précipitation est inversé. Pour lesdeux alliages, la fraction massique de Mg2Si dans la microstructure estsignificative.
Department: Department of Chemical Engineering
Program: Génie métallurgique
Academic/Research Directors: Frank Ajersch
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/160/
Institution: École Polytechnique de Montréal
Date Deposited: 25 Jan 2010 11:04
Last Modified: 15 Nov 2022 04:34
Cite in APA 7: Liu, X. (2009). Influence of Mg Content on the Mechanical Properties of Cast Hypereutectic Al-Si Alloys [Master's thesis, École Polytechnique de Montréal]. PolyPublie. https://publications.polymtl.ca/160/

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