Effect of Pouring Temperature on Microstructure Characteristics and Properties of Semi-Solid Near-Eutectic Al–Si Alloy

Lingzhi Xie; Yongkun Li; Rongfeng Zhou; Zhaoqiang Li; Qiansi Wang; Lingzhi Zhang; Qiang Ji; Bin Xu

doi:10.1007/s12540-023-01591-8

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저자정보: Lingzhi Xie (Kunming University of Science and Technology) Yongkun Li (Kunming University of Science and Technology) Rongfeng Zhou (Kunming University of Science and Technology) Zhaoqiang Li (Kunming University of Science and Technology) Qiansi Wang (Kunming University of Science and Technology) Lingzhi Zhang (Kunming University of Science and Technology) Qiang Ji (Chengdu Tonglin Casting Industrial Co. LTD) Bin Xu (Chengdu Tonglin Casting Industrial Co. LTD)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.6

발행연도: 2024.6

수록면: 1,479 - 1,491 (13page)

DOI: 10.1007/s12540-023-01591-8

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Near-eutectic Al–Si alloys attracted significant interest in automotive, aerospace, and other industries owing to their superiorstrength and high-temperature resistance. However, the alloy’s narrow solid–liquid temperature range presents challenges insemi-solid processing. In this study, an Enclosed Cooling Slope Channel was used to prepare near-eutectic Al–12Si–4Cu–2Ni–0.8Mg–0.1Gd alloy semi-solid slurry. We investigated the impact of liquid squeeze casting (LSC) and rheo-squeezecasting (RSC) on the alloy’s microstructure characteristics and properties of the alloy were explored. Findings indicate thatthe average size of primary α-Al decreases first and then increases with the rising pouring temperature. Through the RSCprocess, the ultimate tensile properties of the material are significantly improved, achieving optimal tensile properties at thepouring temperature of 605 °C, with ultimate tensile strength and elongation of 247 MPa and 2.66%, respectively. Comparedwith LSC samples, the ultimate tensile strength and elongation increased by 44.4% and 116.3%, respectively. This enhancementin properties is credited to the notable reduction in porosity and the spheroidization of primary α-Al. Regarding hightemperatureperformance, the alloy’s tensile strength at a test temperature of 200 °C stands at 194.6 MPa. marking only aonly 21.2% decrease from the room temperature result. The precipitation of the thermally stable phase and the solid solutioneffect of Gd elements effectively hindered the reduction of high-temperature tensile properties.

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