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The addition of alloying elements is an important way to improve the microstructure and properties of Al-Si alloys. Commonly added elements in Al-Si alloys include Mg, Cu, Mn, Sr and RE. Mg element can be dissolved into α-Al to cause lattice distortion and play a role in solid solution strengthening. At the same time, Mg and Si form Mg2Si phase, which is a strengthening phase and improves the hardness of the alloy. The Cu content in the Al-Si alloy reaches 2.5%, and the number of Al2Cu phases increases, which is distributed at the interface of α-Al and eutectic silicon, and plays a strengthening role, but the coarse morphology and distribution of the strengthening phase make the alloy elongated rate decreased. Mn can reduce the number and size of primary silicon in the Al-Si alloy, and the eutectic silicon becomes a shorter needle-like structure. The Mn-containing hypereutectic Al-Si alloy will precipitate Mn-containing dispersed phase particles during the homogenization process, which has high density and high thermal stability, refines the recrystallized grains, and also becomes the nucleation core of the aging strengthening phase. The mechanical properties and processing properties of the alloy have a significant impact. Sr can make the morphology of the eutectic Si phase change from needle-like to fibrous; after the addition of Mn and Sr elements, the AlFeSi phase in the Al-Si alloy is uniformly distributed in the α-Al dendrite, and Mn improves the morphology of the needle-like Fe phase. The effect is larger than that of Sr. A certain amount of Ba has a good metamorphic effect on ZL109 eutectic silicon, and at the same time has good resistance to metamorphism and recession and remelting properties, and the alloy after metamorphism can obtain higher strength; but when the Ba content exceeds 0.125%, there will be appearance in the structure. A small amount of acicular phase is present, and the performance is correspondingly reduced. With the increase of Fe content, the size of the iron-rich phase in A356 aluminum alloy increases, the morphology changes from bone-like to needle-like, and the tensile strength of the alloy decreases. Large flake iron-rich intermetallic compound particles in high-iron aluminum alloy castings promote fatigue cracks The initiation of the alloy is one of the sources of crack sources, however, the increase of Fe content will increase the high temperature and short-term tensile strength of the alloy. After Sb is added to A356 for modification, the density of the alloy is increased, and the modification effect has a long-term effect; Zr can effectively refine grains and inhibit recrystallization. The addition of Zn element to a certain amount can form a eutectic group in the structure of the modified Al-Si alloy. As the amount of Zn increases, the hardness of the alloy increases and the elongation decreases. Phosphorus salt is added to the hypereutectic aluminum-silicon alloy to form an A1P hetero-core, the size of the primary silicon decreases, and the shape changes from a plate shape to a polygonal or agglomerate shape. The alloy has good mechanical properties, wear resistance and casting properties.

As-cast Al-Si alloys are mainly composed of α-Al dendrites and coarse eutectic silicon. For hyper-eutectic Al-Si alloys, there is primary silicon in addition to them, in which α-dendritic shapes are elliptical dendrites. For the bulk polygonal primary silicon, the larger the particle size and the more irregular the shape, the lower the strength, and it is easy to preferentially crack during the stretching process. Huang Caimin et al. found that when the high temperature aluminum liquid is cooled and solidified, due to the local temperature gradient and different cooling rates, the as-cast A356 alloy dendrites appear component segregation, and the matrix also has looseness, holes, inclusions, shrinkage holes and oxide films defect. The eutectic silicon of the unmodified A356 alloy is in the shape of coarse needles. Mg2Si is a precipitation strengthening phase, but the number of Mg2Si phases in the as-cast state is small and small, so it is not easy to be found. A large number of smooth quasi-cleavage planes appear in the tensile fracture morphology of the as-cast A356 alloy, and there are dimples of different sizes in the local area. Most of the dimples are small and shallow, and the number is relatively small. The reason for the characteristics of the cleavage plane is that cracks will occur at the junction of eutectic silicon and the substrate, which will expand and distribute in the eutectic region; Yifan Wang et al. found that the Al-7Si-0.6Mg interface forms covalent bonds between Al and Si atoms. , the covalent bond plays a key role in the interfacial bonding strength. According to the Griffith fracture theory, cracks first form and propagate inside the Al precipitation phase, and the interface can act as a protective layer to prevent crack propagation. Lou Huashan et al. found through the fracture of as-cast A356 aluminum alloy that when the crack propagation encounters the obstruction of eutectic silicon, the crack will cut off the eutectic silicon particles, and as the small crack grows and connects together to form a long crack, then The crack propagates and follows the principle of minimum energy consumption, and propagates through the weakest part of the grain boundary (lamellar structure), and finally manifests as brittle fracture. At the same time, S. Samat et al. found that the reduction of plasticity is related to the microstructural characteristics of harmful acicular β-AlFeSi intermetallic compounds and the existence of microscopic pores during solidification. For hypereutectic Al-Si alloys, the coarse primary silicon can improve the wear resistance of the alloy as a hard point, but because it is hard and brittle, the matrix is ​​severely split, so the mechanical properties of the alloy are reduced and the processing performance is deteriorated.

La temperatura e il tempo appropriati del trattamento di invecchiamento possono migliorare significativamente l'uniformità della struttura e la morfologia dei precipitati, aumentando così la resistenza della lega, ma una temperatura troppo alta o un tempo di invecchiamento troppo lungo ridurranno la resistenza della lega. Tra i fattori che influenzano le proprietà meccaniche della lega di alluminio A356, il tempo di invecchiamento ha la maggiore influenza sulla resistenza alla trazione, sulla resistenza allo snervamento e sull'allungamento e l'entità di queste proprietà aumenta prima e poi diminuisce con l'aumentare del tempo di invecchiamento. Quando il tempo di invecchiamento è troppo lungo, i grani sono ovviamente grossolani, e l'ingrossamento e il cambiamento di forma dei grani riducono direttamente la durezza del materiale. In secondo luogo, la fase Mg2Si fragile continua e grossolana si forma quando il tempo di invecchiamento è troppo lungo, il che riduce anche le proprietà meccaniche della lega. La fase di precipitazione Mg2Si è un composto intermetallico duro e fragile, che può efficacemente bloccare le dislocazioni, stabilizzare la sottostruttura, impedire lo scivolamento del bordo del grano, in modo che la forza, la plasticità, la tenacità e la durezza siano ben abbinate e, allo stesso tempo, la temperatura di ricristallizzazione della matrice sia aumentata. Pertanto, la ricristallizzazione viene soppressa; Inoltre, la forza della matrice è migliorata. La fase stabile di indurimento per precipitazione prodotta dalla lega Al-Si colata invecchiata non si dissolverà nuovamente nella matrice, impedendo il movimento a lungo raggio delle dislocazioni, migliorando così la resistenza alla fatica termica della lega. Le proprietà di fatica delle leghe sono influenzate principalmente dalla morfologia e dalle dimensioni delle particelle di Si, entrambe controllate regolando il trattamento termico. La lega trattata termicamente ha eccellenti proprietà di fatica dovute a una grande quantità di sferoidizzazione fine del Si. Nella struttura cellulare sono presenti particelle di silicio fini, che possono limitare l'espansione delle cricche da fatica e ritardare la frattura da fatica cambiando la direzione di propagazione. È diviso da piccole fossette e non compaiono grandi fossette sul bordo delle fossette e la sua uniformità è migliore di quella della frattura da trazione dopo il trattamento termico T6. Pertanto, l'allungamento della lega dopo l'invecchiamento a doppio stadio è più eccellente di quello del processo T6. La superficie di frattura della lega A356 dopo il trattamento T6 viene miscelata con piani di sfaldamento e alcune fossette, che è facile da formare crepe fragili. Per le leghe Al-Si ipereutettiche, la temperatura di invecchiamento influisce sulla dissoluzione al limite e sulla diffusione degli elementi di lega. Con l'aumento della temperatura di invecchiamento, la dissoluzione del limite e la diffusione degli elementi di lega accelerano, il che è vantaggioso per migliorare le proprietà meccaniche della lega. Un adeguato processo di trattamento dell'invecchiamento migliorerà la resistenza all'usura della lega. Sun Yu et al. hanno studiato l'effetto del processo di trattamento termico su leghe di Al-Si quasi eutettiche modificate con stronzio e hanno scoperto che il trattamento di invecchiamento ridurrebbe la plasticità del materiale. Liu Tuanshen et al. hanno scoperto che il trattamento dell'invecchiamento può migliorare la resistenza all'impatto della lega Al-20% Si, che è correlata al cambiamento della forma del silicio primario e del silicio eutettico e al rafforzamento della matrice.