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28.08.2018 | Ausgabe 10/2018

Journal of Materials Engineering and Performance 10/2018

Microstructural Evolution and Mechanical Behavior of Lead-Free Silicon Brass Manufactured by Low-Pressure Die Casting

Zeitschrift:
Journal of Materials Engineering and Performance > Ausgabe 10/2018
Autoren:
Chao Yang, Wenbing Ye, Yuchuan Yang, Fen Wang, Yanfei Ding, Quanli Zhu, Weiwen Zhang

Abstract

Low-pressure die casting (LPDC) has been widely used to process aluminum and magnesium alloys; however, it has yet to be applied to manufacture brass alloys. This study investigates the microstructural evolution and mechanical behavior of a lead-free CuZnSiAl silicon brass via a variable-controlling approach on the basis of a faucet casting by LPDC. The manufactured silicon brass castings are predominantly composed of bcc β-CuZn(Si, Al) and minor fcc α-Cu(Zn, Si) solid solutions. The silicon brass castings also predominantly exhibit short rod-like or granular α phases, which distinctly differ from the acicular α morphology obtained by conventional gravity casting. The manufactured silicon brass castings which contain finer β grains and short rod-like or granular α phase exhibit superior mechanical properties. Their optimal mechanical properties—elongation of 15.0%, yield strength of 359.8 MPa, and ultimate tensile strength of 598.9 MPa—are far superior to those of the typical lead brass HPb59-1. The results obtained in this study provide insight into the manufacture and design of lead-free silicon brass castings by LDPC.

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