The effect of Mg content on microstructure in Al–12wt. %Zn–x Mg Alloy

 

M. A. Suárez*¹, B. Campillo^1–3, R. A. Rodríguez–Diaz¹, O. Alvarez–Fregoso², J. A. Juárez–Islas²

 

¹ Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Circuito Exterior S/N, Cd. Universitaria, CP. 04510. México D.F. *msuarez@iim.unam.mx

² Instituto de Investigaciones en Materiales, (UNAM), Circuito Exterior S/N, Cd. Universitaria, C.P. 04510, México, D.F.

³ Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Av. Universidad s/n Col. Chamilpa, Cuernavaca, CP 62210, Morelos, México.

 

ABSTRACT

The effect of adding different Mg contents to an Al–12wt.%Zn master alloy was experimentally investigated. The Al–Zn–Mg alloys were unidirectionally solidified as a function of solidification parameters, temperature gradient G_L, solidification front velocity V, and composition C₀. The alloys were solidified with a constant temperature gradient (G_L=2500K/m) in the solidification front velocity range from 4X10^–6m/s to 1.7X10^–4m/s. The resulting microstructure was characterized to investigate the effect of solidification front velocities and composition on primary dendrite arm spacing, volume percentage of eutectic in interdendritic regions and τ intermetallic phase in α–Al matrix. Theoretical models for the dendrite arm spacing and dendrite tip radius have been compared with the experimental observations.

Keywords: aluminum alloys, dendrite arm spacing, solidification, predictions, microstructure.

 

RESUMEN

El efecto de la adición de diferentes contenidos de Mg a una aleación maestra Al–Zn–Mg fue investigado experimentalmente. Las aleaciones Al–Zn–Mg fueron solidificadas unidireccionalmente como una función de los parámetros de solidificación; gradiente de temperatura G_L, velocidad del frente de solidificación V, y la composición química C₀. La aleación fue solidificada con un gradiente de temperatura constante (G_L=2500K/m) en el rango de velocidades del frente de solidificación desde 4X10^–6m/s hasta 1.7X10^–4m/s.

La microestructura resultante fue caracterizada para investigar el efecto de la velocidad del frente de solidificación y la composición química sobre el espaciamiento dendritico primario, el porcentaje del volumen de eutectico en las regiones interdendriticas y la fase intermetalica τ, en la matriz α–Al. Los modelos teóricos para el espaciamiento dendritico primario y el radio de la punta de la dendrita han sido comparados con las observaciones experimentales.

Palabras clave: aleaciones de aluminio, espaciamiento dendritico, solidificación, predicciones, microestructura.

 

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