Effect of Strontium and Strontium-Magnesium Additions on the Microstructure and Mechanical Properties of Hypereutectic Al-17Si Alloy

Al-17Si, Al-17Si-0,1Sr and Al-17Si-0.1Sr-0,6Mg alloys were produced by permanent mold casting method. The structural and mechanical properties of the alloys were determined by the investigations carried out on specimens prepared by machining of the produced alloy ingots. The microstructural examinations were carried out on specimens prepared by standard metallographic methods but without etching. Their hardness and mechanical properties were determined by Brinell hardness measurement method and universal tensile tests, respectively. The microstructure of the binary Al-17Si alloy consisted of aluminum-rich α dendrites, primary silicon, and eutectic Al-Si phases. Ternary Al-17Si-0.1Sr alloy contained AlxSiySrz phase in addition to phases in the binary Al-17Si alloy. It was observed that the 0.6% magnesium addition to the ternary Al-17Si-0.1Sr alloy did not significantly affect the microstructure of this alloy. The values of the hardness, yield strength, tensile strength and elongation to fracture of Al-17Si alloy were measured as 57 BSD, 93.7 MPa, 127.6 MPa and %2.4, respectively. These values were measured as 55 BSD, 95.2 MPa, 137.9 MPa and 2.9% in Al-17Si-0.1Sr alloy and 70 BSD, 123.2 MPa, 141.1 MPa and 1.1% in Al-17Si-0.1Sr-0.6Mg alloy. The addition of strontium reduced the hardness of the binary Al-7Si alloy to a lesser degree, but improved the yield and tensile strength and elongation to fracture values. Magnesium addition significantly increased the yield and tensile strength of the ternary Al-17Si-0.1Sr alloy, but decreased their elongation to fracture. The effects of strontium and strontium-magnesium additions on the mechanical properties of the Al-17Si alloy were discussed in terms of their structural properties.

Stronsiyum ve stronsiyum-magnezyum katkýlarýnýn ötektiküstü Al-17Si alaþýmýnýn içyapý ve mekanik özelliklerine etkisi

Al-17Si, Al-17Si-0,1Sr ve Al-17Si-0,1Sr-0,6Mg alaþýmlarý kokil kalýba döküm yöntemi ile üretildi. Alaþýmlarýn yapýsal ve mekanik özellikleri üretilen alaþým külçelerinden talaþlý imalat yöntemiyle hazýrlanan numuneler üzerinde yapýlan incelemeler ile belirlendi. Ýçyapý incelemeleri standart metalografik yöntemler ile hazýrlanan ancak daðlama yapýlmayan numuneler üzerinde gerçekleþtirildi. Sertlik deðerleri Brinell sertlik ölçüm yöntemi, mekanik özelikleri ise üniversal bir çekme deneyi makinesinde yapýlan testler yardýmýyla belirlendi. Ýkili Al-17Si alaþýmýnýn içyapýsýnýn alüminyumca zengin α dendiritleri, primer silisyum, ötektik Al-Si fazlarýndan oluþtuðu, üçlü Al-17Si-0,1Sr alaþýmýnýn içyapýsýnýn ise ikili Al-17Si alaþýmýndaki fazlara ek olarak AlxSiySrz fazý içerdiði görüldü. Üçlü Al-17Si-0,1Sr alaþýmýna %0,6 oranýnda yapýlan magnezyum katkýsýnýn ise bu alaþýmýn içyapýsýný belirgin bir þekilde etkilemediði görüldü. Al-17Si alaþýmýnýn sertlik, akma dayanýmý, çekme dayanýmý ve kopma uzamasý deðerleri sýrasýyla 57 BSD, 93,7 MPa, 127,6 MPa ve %2,4, olarak ölçüldü. Bu deðerler Al-17Si-0,1Sr alaþýmýnda 55 BSD, 95,2 MPa, 137,9 MPa ve %2,9, Al-17Si-0,1Sr-0,6Mg alaþýmýnda ise sýrasýyla 70 BSD, 123,2 MPa, 141,1 MPa ve %1,1 ölçüldü. Stronsiyum katkýsýnýn ikili Al-17Si alaþýmýnýn sertliðini çok az da olsa düþürdüðü, akma ve çekme dayanýmý ile kopma uzamasý deðerlerini ise iyileþtirdiði görüldü. Magnezyum katkýsýnýn ise üçlü Al-17Si-0,1Sr alaþýmýnýn akma ve çekme mukavemetini önemli ölçüde artýrdýðý ancak, kopma uzamasýný azalttýðý görüldü. Stronsiyum ve stronsiyum-magnezyum katkýlarýnýn Al-17Si alaþýmýnýn mekanik özelliklerine etkisi alaþýmlarýn yapýsal özelliklerine dayandýrýlarak açýklandý.