Identyfikacja i analiza faz międzymetalicznych w utwardzanych przez starzenie stopach odlewniczych AlSi9Cu3 z recyklingu

Purpose: The influence of age-hardening solution treatment at temperature 515 degrees centigrade with holding time 4 hours, water quenching at 40 degrees centigrade and artificial aging by different temperature 130, 150, 170 and 210 degrees centigrade with different holding time 2, 4, 8, 16 and 32 hours on changes in morphology of Fe-rich Al15(FeMn)3Si2 and Cu-rich (Al2Cu, Al-Al2Cu-Si) intermetallic phases in recycled AlSi9Cu3 cast alloy. Material/Methods: Recycled (secondary) AlSi9Cu3 cast alloy is used especially in automotive industry (dynamic exposed cast, engine parts, cylinder heads, pistons and so on). Microstructure was observed using a combination of different analytical techniques (scanning electron microscopy upon standard and deep etching and energy dispersive X-ray analysis – EDX) which have been used for the identification of the various phases. Quantitative study of changes in morphology of phases was carried out using Image Analyzer software NIS-Elements. The mechanical properties (Brinell hardness and tensile strength) were measured in line with STN EN ISO. Results/Conclusion: Age-hardening led to changes in microstructure include the spheroidization of eutectic silicon, gradual disintegration, shortening and thinning of Fe-rich intermetallic phases and Al-Al2Cu-Si phases were fragmented, dissolved and redistributed within alpha-matrix. These changes led to increase in the hardness and tensile strength in the alloy.Cel: Badanie wpływu utwardzania przez starzenie przesycanie w temperaturze 515 stopni Celsjusza z czasem przetrzymywania 4 godz., hartowanie wodne w 40 stopniach Celsjusza, starzenie przyspieszone w różnych temperaturach: 130, 150, 170 i 210 stopni Celsjusza, przy czasach przetrzymywania: 2, 4, 8, 16 i 32 godziny na zmiany w morfologii stopów odlewniczych AlSi9Cu3 z recyklingu wzbogaconych żelazem (Al15(FeMn)3Si2) lub miedzią (Al2Cu, Al-Al2Cu-Si). Materiał i metody: Pochodzący z recyklingu (wtórny) stop odlewniczy aluminium AlSi9Cu3 jest powszechnie używany, zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym (dynamiczne, odkryte odlewy, części silnika, głowice cylindrów, tłoki itp.). Mikrostrukturę odlewów badano stosując kombinację różnych technik analitycznych (elektronowa mikroskopia skaningowa w połączeniu z analizą rentgenowską z dyspersją energii (EDX), standardową i z głebokim wytrawianiem), co pozwoliło identyfikować różne fazy międzymetaliczne. Ocena ilościowa zmian w morfologii tych faz została przeprowadzona przy wykorzystaniu oprogramowania analizatora obrazów (Image Analyzer NIS-Elements). Właściwości mechaniczne (twardość w skali Brinella i wytrzymałość na rozciaganie) były mierzone zgodnie z normą STN EN ISO. Wyniki i wnioski: Utwardzanie przez starzenie prowadzi do zmian w mikrostrukturze, które polegają na sferoidyzacji krzemu eutektycznego, stopniowej dezintegracji, skracaniu i ścienianiu faz międzymetalicznych wzbogaconych żelazem. Fazy Al-Al2Cu-Si podlegały fragmentacji, zostały rozpuszczone i redystrybuowane w osnowie stopu. Zmiany te prowadzą do wzrostu twardości stopu i jego wytrzymałości na rozciąganie