Structural Characterization and Precipitation in AlMg₅Si₂Mn Alloy

Abstract

The as-cast structure of permanent mould and high-pressure die-castings of the AlMg₅Si₂Mn alloy is investigated by differential scanning calorimetry, microhardness measurements, transmission electron microscopy, and energy dispersive X-ray analysis. Inside the α-Al grains, the curved plate-like precipitates are detected for both alloys. Examination of these precipitates reveals a number of features, such as follow: (i) the composition of the precipitates is very close to the stoichiometric Mg₂Si compound; (ii) precipitates are aligned along dislocations; (iii) the precipitate density is much higher for the high-pressure die-castings, where the α-Al matrix contains more dislocations than in permanent mould castings; (vi) precipitates lie inside the α-Al grains, where they are randomly distributed. Precipitates are not observed among the Mg₂Si lamellas. Most likely, these precipitates are β′′ phase, and the mechanism of their formation is the heterogeneous nucleation on dislocations.

В работе представлены результаты исследования структуры сплава AlMg₅Si₂Mn, полученного литьём в кокиль и под давлением. С использованием дифференциальной сканирующей калориметрии, измерений микротвёрдости, трансмиссионной электронной микроскопии и локального рентгеноспектрального анализа установлено, что внутри зёрен α-Al в литом состоянии наблюдаются выгнутые пластинчатые выделения. Исследования таких выделений показали, что: их состав близок к стехиометрическому составу Mg₂Si; выделения одной стороной соприкасаются с дислокациями; количество выделений значительно выше в сплаве, отлитом под давлением, чем в случае кокильного литья; выделения располагаются только в зёрнах твёрдого раствора, а между ламелями эвтектики не обнаруживаются. Наиболее вероятно, что такие выделения являются частицами β′′-фазы, и основным механизмом их образования является гетерогенное зарождение на дислокациях.

В роботі представлено результати дослідження структури стопу AlMg₅Si₂Mn, одержаного виливанням у кокіль та під тиском. За допомогою диференційної сканівної калориметрії, вимірів мікротвердости, трансмісійної електронної мікроскопії і локально ї рентґеноспектрально ї аналізи було встановлено, що всередині зерен α-Al в литому стані спостерігаються вигнуті пластинчасті виділення. Дослідженнями цих виділень було встановлено, що: їх склад близький до стехіометричного складу Mg₂Si; виділення однією стороною приєднані до дислокацій; кількість виділень значно більша в стопі, відлитому під тиском, ніж у випадку кокільного виливання; виділення розміщуються тільки в зернах твердого розчину, а між лямелями евтектики не спостерігаються. Найбільш вірогідно, що такі виділення є частинками β′′-фази, і головним механізмом їх утворення є гетерогенне зародження на дислокаціях.