Effects of P Content on the Microstructure and Properties of Composite Modified Al-Si-Cu-Mg Hypereutectic Alloy

ZHANG Yunguan; YOU Zhiyong; ZHANG Mengjun; JIANG Aoxue; GUO Tiehu

doi:10.15980/j.tzzz.T20240038

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Effects of P Content on the Microstructure and Properties of Composite Modified Al-Si-Cu-Mg Hypereutectic Alloy
Vol. 45, Issue 3, Pages: 434-438(2025)
Received：30 January 2024，

Revised：13 March 2024，

Published：20 March 2025
DOI： 10.15980/j.tzzz.T20240038
稿件说明：

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张云冠，游志勇，张梦军，等. P含量对复合变质过共晶Al-Si-Cu-Mg组织和性能影响［J］. 特种铸造及有色合金，2025，45（3）：434-439. DOI： 10.15980/j.tzzz.T20240038.

ZHANG Y G，YOU Z Y，ZHANG M J，et al. Effects of P content on the microstructure and properties of composite modified Al-Si-Cu-Mg hypereutectic alloy［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2025，45（3）：434-439. DOI： 10.15980/j.tzzz.T20240038.

摘要

通过重力铸造制备了P+Sr复合变质的过共晶Al-Si-Cu-Mg合金试样，其中Sr含量（质量分数，下同）为0.03%，P含量分别为0.03%、0.05%和0.07%。对不同P含量的P+Sr复合变质的Al-Si-Cu-Mg合金显微组织和力学性能进行研究。结果表明，P和Sr复合变质可以显著细化Al-Si-Cu-Mg合金中初生Si、共晶Si的尺寸。P含量为0.03%时，初生Si和共晶Si的细化效果最好，初生Si部分尖角圆润化，数量减少，平均尺寸为12.01 μm；小部分共晶Si由长针状转变为短棒状，平均尺寸为4.76 μm，长宽比为5.85，该变质条件下的合金有着良好的力学性能，抗拉强度达到307 MPa，伸长率为1.27%，硬度（HV

0.1

）为101.4。随着P含量增加，Sr过度消耗，剩余的P使Si相重新粗化，富Fe相含量增加，合金的硬度增加，但抗拉强度和伸长率下降。

Abstract

P+Sr composite modified hypereutectic Al-Si-Cu-Mg alloy samples were prepared， through gravity casting，in which S

r content was 0.03%， and P content was 0.03%， 0.05%， and 0.07%. The microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu-Mg alloys with different P contents were investigated. The results reveal that P+Sr composite modification can significantly refine the sizes of primary silicon and eutectic silicon in Al-Si alloys. When the P content is 0.03%， the refinement effect of primary silicon and eutectic silicon presents optimal. Some primary silicon tips become spherodization and the number is decreased， and the average size of primary silicon is 12.01 μm. A small part of eutectic silicon is changed from long needle-like to short rod-like with the average size of 4.76 μm and length-width ratio of 5.85. Under the modification conditions， the alloy exhibits desirable mechanical properties， with a tensile strength of 307 MPa， an elongation of 1.27%， and a hardness of 101.4 HV

0.1

. With the increase of P content， Sr is over-consumed， and the remaining excessive P causes the re-coarsening of silicon phase， the increase of Fe-rich phase content and the increase of alloy hardness， while tensile strength and elongation are decreased.

关键词

Keywords

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