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Erschienen in: Metals and Materials International 5/2023

24.09.2022

Effect of a Stress Relief Heat Treatment of AlSi7Mg and AlSi10Mg Alloys on Mechanical and Electrical Properties According to Silicon Precipitation

verfasst von: Woo Jin Hwang, Gyung Bae Bang, Sung-Hoon Choa

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 5/2023

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Abstract

Selective laser melting (SLM) as an additive manufacturing (AM) technique shows great potential to produce complex and high-density three-dimensional structures at high speeds. Currently, alloy materials based on aluminum–silicon (AlSi), including AlSi7Mg and AlSi10Mg, are widely used in AM technology. However, the residual stress caused by rapid cooling was one of the critical issues affecting the tensile and yield strength, dimensional accuracy, and reliability of fabricated parts. In this study, we systematically investigated changes in the microstructure, residual stress, and mechanical properties of AlSi7Mg and AlSi10Mg materials after a heat treatment. The changes in electrical properties were also investigated. The heat treatment process reduced the residual stress of the materials. After the heat treatment, the silicon (Si) network structure and Si dissolved in the Al matrix were completely precipitated and existed as an independent fine spherical precipitate. The AlSi7Mg material has a weaker solid-solution hardening effect due to lower volume fraction of Si, resulting in lower tensile strength, lower hardness, and higher elongation than the AlSi10Mg material. After the heat treatment, the tensile and yield strength of both materials decreased, and the elongation increased. On the other hand, the electrical conductivity of the materials was improved after the heat treatment due to the Si which precipitated in the Al matrix, acting as an impurity. The electrical conductivity and mechanical properties of the AlSi alloy depend on the Si content of the materials. Therefore, the electrical and mechanical properties can be enhanced by optimizing the appropriate Si content in the material.

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Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat T. Furumoto, K. Egashira, K. Munekage, S. Abe, CIRP Ann. 67, 253 (2018)CrossRef T. Furumoto, K. Egashira, K. Munekage, S. Abe, CIRP Ann. 67, 253 (2018)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat A.J. Knowles, X. Jiang, M. Galano, F. Audebert, J. Alloys Compd. 615, 401 (2014)CrossRef A.J. Knowles, X. Jiang, M. Galano, F. Audebert, J. Alloys Compd. 615, 401 (2014)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat M.Y. Murashkin, I. Sabirov, V.U. Kazykhanov, E.V. Bobruk, A.A. Dubravina, R.Z. Valiev, J. Mater. Sci. 48, 4501 (2013)CrossRef M.Y. Murashkin, I. Sabirov, V.U. Kazykhanov, E.V. Bobruk, A.A. Dubravina, R.Z. Valiev, J. Mater. Sci. 48, 4501 (2013)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat N.T. Aboulkhair, M. Simonelli, L. Parry, I. Ashcroft, C. Tuck, R. Hague, Prog. Mater. Sci. 106, 100578 (2019)CrossRef N.T. Aboulkhair, M. Simonelli, L. Parry, I. Ashcroft, C. Tuck, R. Hague, Prog. Mater. Sci. 106, 100578 (2019)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat M.I.M. Sargini, S.H. Masood, S. Palanisamy, E. Jayamani, A. Kapoor, Mater. Today Proc. 45, 4601 (2021)CrossRef M.I.M. Sargini, S.H. Masood, S. Palanisamy, E. Jayamani, A. Kapoor, Mater. Today Proc. 45, 4601 (2021)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat O. Diegel, J. Schutte, A. Ferreira, Y.L. Chan, Addit. Manuf. 36, 101446 (2020) O. Diegel, J. Schutte, A. Ferreira, Y.L. Chan, Addit. Manuf. 36, 101446 (2020)
9.
Zurück zum Zitat G.P. Sage, 3D printed waveguide slot array antennas. IEEE Access 4, 1258 (2016)CrossRef G.P. Sage, 3D printed waveguide slot array antennas. IEEE Access 4, 1258 (2016)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat L. Brock, I. Ogunsanya, H. Asgari, S. Patel, M. Vlasea, JMEPEG 30, 760 (2021)CrossRef L. Brock, I. Ogunsanya, H. Asgari, S. Patel, M. Vlasea, JMEPEG 30, 760 (2021)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat A.H. Maamoun, M. Elbestawi, G.K. Dosbaeva, S.C. Veldhuis, Addit. Manuf. 21, 234 (2018) A.H. Maamoun, M. Elbestawi, G.K. Dosbaeva, S.C. Veldhuis, Addit. Manuf. 21, 234 (2018)
13.
Zurück zum Zitat M. Wang, B. Song, Q. Wei, Y. Zhang, Y. Shi, Mater. Sci. Eng. A 739, 463 (2019)CrossRef M. Wang, B. Song, Q. Wei, Y. Zhang, Y. Shi, Mater. Sci. Eng. A 739, 463 (2019)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat W. Li, S. Li, J. Liu, A. Zhang, Y. Zhou, Q. Wei, C. Yan, Y. Shi, Mater. Sci. Eng. A 663, 116 (2016)CrossRef W. Li, S. Li, J. Liu, A. Zhang, Y. Zhou, Q. Wei, C. Yan, Y. Shi, Mater. Sci. Eng. A 663, 116 (2016)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat N.E. Uzan, R. Shnecka, O. Yeheskelb, N. Frage, Addit. Manuf. 24, 257 (2018) N.E. Uzan, R. Shnecka, O. Yeheskelb, N. Frage, Addit. Manuf. 24, 257 (2018)
16.
Zurück zum Zitat N.V. Dynin, V.V. Antipov, D.V. Khasikov, I. Benarieb, A.V. Zavodov, A.G. Evgenov, Mater. Lett. 284, 128898 (2021)CrossRef N.V. Dynin, V.V. Antipov, D.V. Khasikov, I. Benarieb, A.V. Zavodov, A.G. Evgenov, Mater. Lett. 284, 128898 (2021)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat J. Zhang, B. Song, Q. Wei, D. Bourell, Y. Shi, J. Mater. Sci. Technol. 35, 270 (2019)CrossRef J. Zhang, B. Song, Q. Wei, D. Bourell, Y. Shi, J. Mater. Sci. Technol. 35, 270 (2019)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat X.P. Li, X.J. Wang, M. Saunders, A. Suvorova, L.C. Zhang, Y.J. Liu, M.H. Fang, Z.H. Huang, Acta Mater. 95, 74 (2015)CrossRef X.P. Li, X.J. Wang, M. Saunders, A. Suvorova, L.C. Zhang, Y.J. Liu, M.H. Fang, Z.H. Huang, Acta Mater. 95, 74 (2015)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat J. Wu, X.Q. Wang, W. Wang, M.M. Attallah, M.H. Loretto, Acta Mater. 117, 311 (2016)CrossRef J. Wu, X.Q. Wang, W. Wang, M.M. Attallah, M.H. Loretto, Acta Mater. 117, 311 (2016)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat B. Amir, E. Grinberg, Y. Gale, O. Sadot, S. Samuha, Mater. Sci. Eng. A 822, 141612 (2021)CrossRef B. Amir, E. Grinberg, Y. Gale, O. Sadot, S. Samuha, Mater. Sci. Eng. A 822, 141612 (2021)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat A. Tridello, J. Fiocchi, C.A. Biffi, G. Chiandussi, M. Rossetto, A. Tuissi, D.S. Paolino, Int. J. Fatigue 137, 105659 (2020)CrossRef A. Tridello, J. Fiocchi, C.A. Biffi, G. Chiandussi, M. Rossetto, A. Tuissi, D.S. Paolino, Int. J. Fatigue 137, 105659 (2020)CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat G.B. Bang, W.R. Kim, H.K. Kim, H.K. Park, G.H. Kim, S.K. Hyun, O.Y. Kwon, H.G. Kim, Mater. Sci. Eng. A 841, 143020 (2022)CrossRef G.B. Bang, W.R. Kim, H.K. Kim, H.K. Park, G.H. Kim, S.K. Hyun, O.Y. Kwon, H.G. Kim, Mater. Sci. Eng. A 841, 143020 (2022)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat L. Chen, H. Li, S. Liu, S. Shen, T. Zhang, Y. Huang, G. Zhang, Y. Zhang, B. He, C. Yang AIP Adv. 9, 045012 (2019)CrossRef L. Chen, H. Li, S. Liu, S. Shen, T. Zhang, Y. Huang, G. Zhang, Y. Zhang, B. He, C. Yang AIP Adv. 9, 045012 (2019)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat G.B. Bang, W.R. Kim, H.K. Kim, H.K. Park, G.H. Kim, S.K. Hyun, O.Y. Kwon, H.G. Kim, Mater. Des. 197, 109221 (2021)CrossRef G.B. Bang, W.R. Kim, H.K. Kim, H.K. Park, G.H. Kim, S.K. Hyun, O.Y. Kwon, H.G. Kim, Mater. Des. 197, 109221 (2021)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat A.H. Maamoun, M. Elbestawi, G.K. Dosbaeva, S.C. Veldhuis, Addit. Manuf. 21, 231 (2018) A.H. Maamoun, M. Elbestawi, G.K. Dosbaeva, S.C. Veldhuis, Addit. Manuf. 21, 231 (2018)
Metadaten
Titel
Effect of a Stress Relief Heat Treatment of AlSi7Mg and AlSi10Mg Alloys on Mechanical and Electrical Properties According to Silicon Precipitation
verfasst von
Woo Jin Hwang
Gyung Bae Bang
Sung-Hoon Choa
Publikationsdatum
24.09.2022
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 5/2023
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-022-01304-7

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