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Erschienen in: Journal of Materials Science 9/2011

01.05.2011

Effects of Sr-modification, iron-based intermetallics and aging treatment on the impact toughness of 356 Al–Si–Mg alloy

verfasst von: O. Elsebaie, A. M. Samuel, F. H. Samuel

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 9/2011

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Abstract

Impact toughness as a property has been acquiring increased importance in recent years, since data regarding this property can provide a means for assessing alloy ductility under high rates of deformation. The main objective of this study is to investigate the effects of Sr-modification, Fe-based intermetallic phases and aging conditions on the impact toughness of widely used 356 alloys. The total absorbed energy was measured using a computer-aided instrumented Instron Charpy impact testing machine. Increasing the level of iron additions decreases the impact energy values of 356 alloys to a noticeable degree (~35–57%). The addition of 0.1 wt% Mn to non-modified 356 alloys seems to have no observable effect on the impact energy, while increasing the Mn addition to 0.4 wt% produces a slight improvement in the impact energy values for non-modified and Sr-modified 356 alloys compared to that of those containing only iron under the same conditions. The application of solution heat treatment in combination with Sr-modification was found to significantly improve the impact energy of as-cast 356 alloys, particularly at low iron additions. Artificial aging of non-modified and Sr-modified 356 alloys at 180 °C diminishes the impact energy values with an increase in the aging time up to 8 h compared to those obtained under the solution heat-treated conditions. On the other hand, aging at 220 °C for 12 h increases the impact energy values of Sr-modified 356 alloy containing 0.12 wt% Fe and combined 0.2 wt% Fe–0.1 wt% Mn to about 20 and 18 J, respectively. The fracture behavior of non-modified 356 alloys containing 0.12 wt% Fe is mainly controlled by the acicular eutectic Si particles whereas β-iron platelets act as crack initiation sites and provide further path for final crack propagation in non-modified 356 alloys containing 0.9 wt% Fe. The β-iron platelets and π-iron phase particles contribute largely to crack initiation and propagation in the Sr-modified 356 alloys containing 0.9 wt% Fe.

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Metadaten
Titel
Effects of Sr-modification, iron-based intermetallics and aging treatment on the impact toughness of 356 Al–Si–Mg alloy
verfasst von
O. Elsebaie
A. M. Samuel
F. H. Samuel
Publikationsdatum
01.05.2011
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 9/2011
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-010-5181-1

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