Comparison of impact of immersed and micro-jet cooling during quenching on microstructure and mechanical properties of hypoeutectic silumin AlSi7Mg0.3

Abstract

This article presents research the results of the mechanical properties at the ambient temperature of hypoeutectic cast silumin EN AC-AlSi7Mg0.3 (according to EN 1706:2011, analogic to alloy A356 according to AA - the Aluminum Association). As related to the commonly known and used process of immersion during quenching, the research also used a micro-jet system of cooling. After quenching, the experimental samples were also submitted to artificial aging in three different variations. The achieved results were compared with the mechanical properties of the alloy in the as-cast state. Samples from the experimental alloy were subjected to micro-jet cooling during quenching, in principle, they had a similar level of properties as related to the samples that were cooled by immersion, only in some cases did the micro-jet cooling give better results. Further works in the field should be aimed at constructing machines for micro-jet cooling with water pressure levels significantly higher than the typical pressure of community waterworks. W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań podstawowych właściwości mechanicznych (UTS, YS, E, N, HB) w temperaturze pokojowej podeutektycznego siluminu odlewniczego EN AC-42100 (EN AC-AlSi7Mg0.3) (zgodnie z EN 1706:2011, analogia stopu A356 według Aluminium Association). W odniesieniu do powszechnie znanego i stosowanego zabiegu chłodzenia zanurzeniowego (I, ang. immersing) podczas przesycania, w badaniach wykorzystywano również mikrostrumieniowy (M, ang. micro-jet) system chłodzenia. Po przesycaniu - metodą chłodzenia zanurzeniowego lub mikrostrumieniowego - próbki doświadczalne poddawane były także sztucznemu starzeniu w trzech różnych wariantach: S1, S2 i S3. Uzyskiwane wyniki były porównywane z właściwościami mechanicznymi stopu w stanie po odlaniu (stan F, ang. fabrication). Próbki z doświadczalnego stopu poddane mikrostrumieniowemu chłodzeniu przy przesycaniu miały w zasadzie podobne właściwości mechaniczne w stosunku do właściwości próbek chłodzonych zanurzeniowo i tylko w niektórych przypadkach mikrostrumieniowe chłodzenie dawało lepsze wyniki. Dalsze prace w tym obszarze powinny dotyczyć konstruowania urządzeń do mikrostrumieniowego chłodzenia o ciśnieniach wody znacznie przewyższających ciśnienie sieci wodociągowej, tj. do poziomu nawet kilkuset barów.