Development of strength and electrical properties of Al-Si-Mg casting aluminum alloys with an Mg content of 1 wt%

Abstract

Silumins (i.e., alloys where the main alloy additive is silicon) are the largest casting aluminum alloy group. Materials of this kind are characterized by high strength properties, high corrosion resistance, and low density, which make it possible to use them for construction purposes. A new group of developed properties typical for casting silumins are electrical and thermal conductivity. Thermal and electrical conductivity can be optimized by the suitable selection of chemical composition of the alloy, in the process of precipitation hardening, or by means of a combination of both. The present paper includes test results of the strength and electrical properties of AlSiMg casting aluminum alloys. The alloys that were subject to testing were AlSi5Mg1, AlSi7Mg1, and AlSi11Mg1. Heat treatment included homogenization at a temperature of 535°C over a time period of 8 h, quenched, and artificial aging. The strength tests involved a Brinell hardness measurement as well as an electrical properties test involving electrical conductivity measurement tests.

Siluminy, czyli stopy aluminium z głównym dodatkiem stopowym w postaci krzemu, stanowią jedną z największych grup odlewniczych stopów aluminium. Materiały tego rodzaju charakteryzują się między innymi wysokimi własnościami wytrzymałościowymi, wysoką odpornością na działanie środowiska korozyjnego czy niskim ciężarem właściwym, co pozwala na ich stosowanie w celach konstrukcyjnych. Grupą własności odlewniczych stopów aluminium, nad którą aktualnie trwają intensywne badania są własności elektryczne oraz, powiązane z nimi, własności cieplne. Własności te można optymalizować przez odpowiedni dobór składu chemicznego stopów, wykorzystanie zjawiska utwardzania wydzieleniowego czy też w wyniku kombinacji obu metod. Niniejsza praca opisuje wyniki badań nad kształtowaniem własności wytrzymałościowych i elektrycznych odlewniczych stopów Al-Si-Mg. W badaniach wykorzystano trzy stopy o oznaczeniach AlSi5Mg1, AlSi7Mg1 oraz AlSi11Mg1. Materiały zostały poddane operacjom obróbki cieplnej w postaci homogenizacji w temperaturze 535°C przed 8 h, przesycaniu do wody oraz starzeniu sztucznemu. W ramach określenia własności wytrzymałościowych wykonano pomiary twardości analizowanych stopów przy użyciu metody Brinella. Własności elektryczne określono za pomocą pomiaru przewodności elektrycznej.