Microstructure formation and grain refinement of Al-Mg-Si-Mn casting alloys

Together with development of casting technology for Al-Si-Mg alloys, new groups of casting materials are undergoes its implementation into foundry practice. Al-Mg-Si casting alloys possessed several advantages such as good strength in as-cast state combined with high ductility, good corrosion resistance and castability. In both Al-Si-Mg and Al-Mg-Si systems, the range of the eutectic crystallization occurs: L → α_Al + β_Si and L → α_Al + Mg₂Si, respectively. In the hypoeutectic alloys of both system as a primary phase – dendrites of the solid solution αAl solidify. The transition elements – Ti, Zr, Sc, which provides efficient grain refinement can dissolve in this solid solution αAl causing precipitation strengthening effect. In the article the present state of the researches on the development of Al-Mg-Si casting alloys is considered together with the results of the examinations on the effect of Ti addition on the microstructure of the AlMg5Si2Mn alloy. These researches results were discussed at the annual conference on the casting of non-ferrous metals “Science and Technology” (2018) and initially presented in an shortened form in the article [1].

Wraz z rozwojem technologii odlewniczych stopów Al-Si-Mg, także kolejne grupy materiałów znajdują zastosowanie w odlewnictwie. Stopy odlewnicze Al-Mg-Si charakteryzują się korzystnymi właściwościami nie tylko technologicznymi, jak np. dobra lejność, ale także odpowiednio wysoką wytrzymałością i plastycznością w stanie lanym czy też odpornością na korozję. W układach równowagi Al-Si-Mg i Al-Mg-Si występują odpowiednio obszary krystalizacji eutektycznej L → α_Al + β_Si oraz L → α_Al + Mg₂Si. W stopach podeutektycznych metale przejściowe, takie jak: Ti, Zr, Sc, dodawane przede wszystkim w celu rozdrobnienia pierwotnej struktury ziarn dendrytycznych, mogą rozpuszczać się w pierwotnej fazie α_Al i powodować jej umocnienie wydzieleniowe. W pracy został omówiony aktualny stan badań nad odlewniczymi stopami Al-Mg-Si. Przedstawiono wyniki badań własnych dotyczących wpływu dodatku Ti na mikrostrukturę stopu AlMg5Si2Mn, które były dyskutowane w ramach konferencji „Science and Technology” (2018) oraz wstępnie omówione w publikacji [1].