Jurnal Kejuruteraan SI 1(6) 2018: 1-7http://dx.doi.org/10.17576/jkukm-2018-si1(6)-01

Kesan Pembentukan Tikso terhadap Mikrostruktur dan Sifat Mekanik Aloi Al-Si-Cu-Mg

(The Effect of Thixoforming Process on The Microstructures and Mechanical Properties of Al-Si-Cu-Mg Alloy)

Saziana Samat*, Mohd Zaidi Omar, Intan Fadhlina Mohamed, Ahmad Muhammad Aziz.Programme for Mechanical Engineering, Centre for Engineering Materials and Smart Manufacturing (MERCU)

Faculty of Engineering & Built Environment, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi, Malaysia

ABSTRAK

Pembentukan logam dalam keadaan separa pepejal merupakan antara pilihan penghasilan produk hampir siap. Proses ini dapat meningkatkan kekuatan produk serta menghasilkan produk pada kebolehpercayaan yang tinggi. Penggunaan aloi tuangan Al-Si-Cu-Mg untuk pengeluaran komponen enjin kenderaan telah digunakan secara meluas di dalam pemprosesan separa pepejal ini. Sifat fizikal aloi aluminum tersebut dengan kandungan elemen pengaloian seperti silikon, tembaga dan magnesium memainkan peranan penting bagi menentukan sifat mekanik aloi. Di dalam kajian ini, kesan proses pembentukan logam aloi Al-Si-Cu-Mg tuangan acuan kekal dan pembentukan tikso terhadap evolusi mikrostruktur dan sifat mekanik dibincangkan. Keliangan juga disiasat pada tuangan acuan kekal dan pembentukan tikso. Fasa sebatian, bentuk dan morfologi antara kedua-dua proses ini dianalisa dan dibandingkan. Perubahan ketara pembentukan tikso adalah pada struktur fasa pepejal α-Aluminum yang berbentuk sfera. Saiz dan morfologi fasa eutektik silikon dan taburan sebatian antara logam Al2Cu, Al5Fe Si dan Al15(Mn, Fe)3 Si2 berubah akibat dari tekanan yang dikenakan semasa proses mampatan proses pembentukan tikso. Peratusan dan saiz mikrokeliangan dalaman yang rendah bagi aloi pembentukan tikso membuktikan bahawa masalah keliangan dapat dikurangkan semasa proses pemejalan aloi aluminum lantas meningkatkan kekuatan. Kekuatan muktamad, kekuatan alah dan pemanjangan sebelum patah aloi aluminum Al-Si-Cu-Mg pembentukan tikso masing-masing menunjukkan peningkatan dengan bacaan masing masing ialah 193MPa, 163MPa dan 1.6%.

Kata kunci: Pemprosesan separa pepejal; pembentukan tikso; aloi tuangan; morfologi

ABSTRACT

Forming of metals in their semi-solid state is one of the options for producing near net shape parts. It can produce a strong and highly reliable product. Al-Si-Cu-Mg casting alloy is commonly used in automotive engine components which is now widely used in the semi-solid processing. The main physical properties of the aluminium alloy and alloying element content such as silicon, copper and magnesium, plays an important role in determining the mechanical properties of the alloy. In this paper, the effect of the formation process of Al-Si-Cu-Mg permanent die casting alloy and the thixoforming process has been investigated towards the evolution of microstructure and mechanical properties. Compound phases, shapes and morphology of the two processes were compared. The porosity effect was examined at permanent die castings and thixoforming process. The result of image analysis showed significant change of the thixoforming process of α-aluminum solid phase structure in spherical shape. Size and morphology, as well as the uniformity of the silicon eutectic phases and intermetallic compound distributions of Al2Cu, Al5Fe Si and Al15(Mn, Fe)3Si2 changed due to the compression during thixoforming process. Thixoforming process of the Al-Si-Cu-Mg alloy exhibit the lowest percentage and microporosity area thus proved that porosity issue significantly reduced during the aluminium alloy solidification process in thixoforming process . The tensile properties of thixoformed alloy improved significantly with its ultimate tensile strength, yield strength, and elongation to fracture at 193MPa, 163MPa and 1.6%,respectively.

Keywords: Semisolid processing; thixoforming process; cast alloy; morphology

PENGENALAN

Aloi tuangan Al-Si-Cu-Mg digunakan secara meluas dalam industri kejuruteraan, automotif dan pembinaan pesawat. Sifat kekuatan aloi aluminum ini adalah hampir sama dengan kekuatan besi tuang kelabu serta menjadi pilihan utama bahan disebabkan ketumpatan aluminum adalah satu

pertiga daripada besi tuang lalu menghasilkan pengurangan berat dengan banyaknya. (Caceres 2007). Tambahan pula, ia mempunyai ciri-ciri kebolehtuangan, rintangan kakisan dan sifat kebolehmesinan yang tinggi. Penggunaan aloi aluminum tuangan ini terhad jika dibandingkan dengan aloi aluminum tempa walaupun kos pengeluaran penuangan adalah rendah dan lebih ekonomi. Ini kerana aloi tuangan

JK 30 SI1(6) Bab 1.indd 1 1/25/2019 11:14:19 AM

2

aluminum menyumbangkan kepada masalah kecacatan luaran dan dalaman yang tinggi seperti keliangan, oksida dan pembentukan rangkuman bendasing (Caceres & Selling 1996) Selain itu, taburan fasa antara logam adalah tidak sekata serta perubahan morfologi akan turut berubah semasa proses pemejalan (Luna et al. 2013) Kewujudan kecacatan, morfologi, perubahan saiz silikon serta komposisi fasa sebatian antara logam ini memberi kesan yang tinggi kepada sifat mekanik komponen aloi tuangan aluminum (Prabhu 2016; Taylor 2012)

Setiap unsur dan kandungan pengaloian memberikan kesan yang berbeza pada proses pembentukan logam (Abdul Latif et al. 2014). Unsur silikon memberikan kesan kebendaliran yang baik manakala unsur tembaga dan magnesium menentukan sifat mekanik kekuatan dan kekerasan aloi (Salleh et al. 2014). Selain itu, sifat mekanik komponen juga bergantung kepada taburan kecacatan dalaman, struktur asas mikrostruktur dan fasa aloi tuangan aluminum (Kirkwood 1995). Terdapat pelbagai kajian dilakukan terhadap aloi tuangan ini termasuk pengubahsuaian eutektik dan penghalusan ira (Sivarupan et al. 2015). Oleh yang demikian, pemilihan proses pembentukan dapat mengatasi masalah kecacatan dan mengubah struktur asas membantu meningkatkan sifat mekanik produk (Campo & Zoqui 2016; Wang et al. 2016). Teknologi pemprosesan separa pepejal yang mula diperkenalkan pada awal tahun 1970 yang lalu dapat mengatasi masalah yang dihadapi dengan mengurangkan keliangan dan menghapuskan pengecutan keliangan dan keronggaan gas (Atkinson 2005; Fan 2002; Flemings 1991). Pemprosesan separa pepejal pembentukan tikso ini dilakukan pada suhu yang rendah (Mohammed et al. 2015). Kewujudan aliran lamina yang perlahan berlaku ketika proses mampatan dapat memudahkan pengaliran aloi serta mengurangkan pengecutan semasa proses pemejalan terbentuk (Omar et al. 2007). Berbanding dengan tuangan acuan kekal bertekanan tinggi di mana aliran gelora menggalakkan pembentukan oksida terbentuk semasa proses pemejalan. Sehingga kini penggunaan aloi Al-Si-Cu-Mg dalam proses pembentukan tikso masih di peringkat kajian. Lantaran itu, kesan proses pembentukan logam aloi tuangan Al-Si-Cu-Mg dan proses separa pepejal pembentukan tikso dikaji terhadap mikrostruktur dan sifat mekanik. Analisa mikrostruktur, peratusan saiz keliangan dan sifat mekanikal kekuatan aloi aluminum tuangan acuan kekal dan pembentukan tikso dibandingkan. Morfologi dan taburan fasa antara sebatian juga dianalisa menggunakan mikroskop elektron imbasan sinar-X (SEM-EDX)

KAEDAH UJI KAJI

Bahan asas untuk kajian ini adalah melalui proses tuangan acuan kekal dengan komposisi kimia seperti Jadual 1. Permulaan proses pembentukan tikso adalah penyediaan bahan suapan bukan dendrit. Tuangan cerun penyejukan dilakukan berdasarkan kepada kajian terdahulu (Salleh et al. 2014b). Rajah 1 menunjukkan diagram skematik

peralatan pembentukan tikso. Bilet bersaiz 25 mm diameter dan panjang 100 mm yang dihasilkan kemudian diletakkan diatas pelantak di dalam gegelung aruhan. Proses pemanasan menggunakan mesin frekuensi kuasa tinggi (30-80 kHz, 35 Kw) dijalankan sehingga bilet mencapai suhu separa pepejal iaitu 575 pada 35% kandungan cecair seperti dalam Rajah 3 serta masa rendaman selama 1 minit sebelum ditolak masuk ke dalam acuan. Pengganding suhu jenis-K digunakan untuk menentukan suhu bilet tersebut. Pelantak hidraulik (beban 20kN dan halaju 85 m/s2) yang menolak masuk bilet ke dalam acuan dibiarkan selama 10 saat sebelum pelantak dilepaskan semula (Salleh et al. 2014b).

Sampel kemudian dipotong bagi tujuan pemeriksaan metalografi. Spesifikasi piawai ASTM-E407-2002 digunakan. Sampel dicanai dengan menggunakan kertas pasir bermula dari gred 180, 400, 600, 800 dan 1200 sampel digilap masing-masing menggunakan pes intan bermula dari 6, 3 dan 1 mikron. Sampel kemudian dicelup dengan larutan keller (190 mL (H2 O) + 5mL(HNO3) + 3mL (HCl) + 2mL(HF) bagi melihat mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik jenis Olympus dan pembentukan fasa dianalisa dengan menggunakan mikroskop pengimbas elektron imbasan sinar X(SEM-EDX).

Metalografi kuantitatif dijalankan dengan menggunakan perisian komersial Image-J untuk mendapatkan faktor bentuk dan saiz sfera aluminum (Alhawari et al. 2015). Purata saiz dan peratusan mikrokeliangan ditentukan dan diukur pada sekurangnya 10 imej mikrograf tuangan acuan kekal dan pembentukan tikso di setiap kedudukan yang berbeza sepanjang spesimen. Sampel rata ujian tegangan dengan panjang tolok 20 mm dihasilkan mengikut spesifikasi ASTM E8M-04 (ASTM E8M-03-2004). Ujian dilakukan pada suhu bilik menggunakan mesin pengujian semesta (UTM) berkapasiti 100 kN, berkelajuan 1 mm/min, kadar terikan saat. Tambahan tolok ekstensometer pada mesin digunakan untuk mengukur pemanjangan sampel aloi dengan tepat.

JADUAL 1. Komposisi kimia aloi tuangan seperti diterima

Elemen Si Mg Cu Mn Fe Zn Ni Al

Kajian kini 5.67 0.3 1.92 0.12 0.53 0.03 0.03 Lebihan

RAJAH 1. Skematik peralatan pembentukan tikso (Salleh 2015)

JK 30 SI1(6) Bab 1.indd 2 1/25/2019 11:14:24 AM

3

KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN

Rajah 2 menunjukkan mikrostruktur awal aloi yang diperolehi hasil daripada proses tuangan acuan kekal yang mempunyai ciri-ciri struktur dendrit aluminum, partikel silikon berbentuk emping dan fasa sebatian antara logam yang tertabur di sekitar kawasan eutektik. Rajah 3 menunjukkan peratusan cecair melawan suhu bagi aloi tuangan Al-Si-Cu dan profil lengkungan keputusan kalometri pengimbasan pembezaan (DSC). Bacaan suhu solidus dan likuidus bagi aloi tuangan Al-Si-Cu adalah 501 dan 635 manakala suhu separa pepejal yang dibenarkan untuk aloi tuangan aluminum berada di antara jeda 30 sehingga 50% julat pecahan cecair pada suhu 569°C sehingga 600°C. Walau bagaimanapun berdasarkan kepada penyelidik terdahulu penetapan suhu di atas lutut tertinggi dipilih bagi proses pembentukan tikso di mana silikon eutektik mula melebur sepenuhnya di kawasan ini (Liu et al. 2005).

cerun penyejukan hingga penghujung plat yang melibatkan pemecahan dendrit sehingga terjadinya penukleusan α-aluminium yang pantas (Aziz et al. 2016).

RAJAH 2. Mikrostruktur asas pembentukan logam

RAJAH 3. Graf peratusan melawan suhu dan lengkungan kalometri pengimbasan pembezaan (DSC) aloi tuangan

Al-Si-Cu-Mg

RAJAH 4. Mikrostruktur bilet tuangan cerun aloi tuangan Al-Si-Cu-Mg

Penyediaan bahan suapan bukan dendrit melalui tuangan cerun penyejukan mengubah struktur dendrit asal kepada bukan dendrit hampir sfera seperti dalam Rajah 4. Ia merupakan kaedah penghasilan yang mampu menghasilkan perubahan mikrostruktur pada kos yang rendah dan mesra makmal (Haga & Suzuki 2001). Semasa proses tuangan cerun penyejukan, berlakunya leburan aloi pada sepanjang

Rajah 5 pula menunjukkan mikrostruktur billet pembentukan tikso. Transformasi α-aluminium dendrit kepada keseragaman pensferaan α-Al berlaku dengan saiz ira dan faktor bentuk masing-masing 60.3 m dan 0.8. Kajian SEM dan analisis EDX dijalankan untuk menentukan komposisi kimia dan sebatian antara logam. Perubahan morfologi, saiz dan bentuk yang ketara berlaku pada pembentukan tikso. Saiz dan morfologi ini mempengaruhi sifat mekanik bahan aloi. Sampel pembentukan tikso menunjukkan wujudnya fasa sebatian antara logam dengan perubahan bentuk polyhedron, plat dan zarah, pengecilan butiran pepejal aluminum dan juga pengubahsuaian struktur ektektik. Perubahan morfologi ini adalah disebabkan oleh proses pemanasan aruhan pantas separa pepejal di mana proses pertautan partikel sama matra bertaut antara satu sama lain yang akhirnya membentuk peleheran sehingga membentuk sferoid α-Al yang dikelilingi dengan fasa cecair (Bolouri et al. 2014). Selain daripada itu perubahan morfologi ini juga akibat dari tekanan yang dikenakan semasa pembentukan, perbezaan kadar pemejalan dan kadar penyejukan yang tinggi pada proses pembentukan tikso jika dibandingkan dengan penuangan acuan kekal (Alhawari et al. 2017).

Rajah 6(a) adalah mikrograf terserak balik aloi logam Al-Si-Cu-Mg tuangan acuan kekal dengan anak panah A menunjukkan fasa berwarna cerah berbentuk plat nipis yang mengandungi unsur Al (56.0% at.) dan Cu (44.0% at.) yang membentuk fasa Al2Cu. Anak Panah B pula menunjukkan fasa berbentuk jejarum panjang berwarna kelabu yang mengandungi unsur Al (55.0%at.), Si (26.0%at.) dan Fe (14.0%at.) yang membentuk fasa Al5FeSi manakala anak panah C menunjukkan fasa berwarna gelap yang mengandungi unsur Al (55.7%at.), Si (22.1%at.) Fe (18.9%at.) dan Mn (3.4%at.) yang membentuk fasa Al15(Mn, Fe)3Si2 .Kesemua fasa sebatian antara logam terbentuk di kawasan eutektik aloi (Sadeghi et al. 2017).

JK 30 SI1(6) Bab 1.indd 3 1/25/2019 11:14:37 AM

4

Rajah 6(b) pula adalah mikrograf terserak balik aloi logam Al-Si-Cu-Mg pembentukan tikso. Daripada mikrograf tersebut, terdapat perubahan saiz dan bentuk silikon serta fasa antara logam. Anak Panah A menunjukkan fasa berwarna cerah yang berubah kepada bentuk zarah halus mengandungi unsur Al (93.81%at.) dan Cu (6.20%at.) membentuk fasa Al2Cu. Anak Panah B menunjukkan fasa Al5FeSi berubah bentuk kepada plat nipis yang pendek yang mengandungi unsur Al (83.05%at.), Si (14.21%at.) dan Fe (2.31%at.) manakala fasa Al15(Mn, Fe)3Si2 berubah dari script cina ke bentuk polyhedron mengandungi unsur Al (60.8%at.), Si (10.1%at.) Fe (24.3%at.) dan Mn (4.6%at.). Transformasi morfologi dan saiz perubahan aloi berlaku dalam zon separa pepejal semasa proses pemanasan aruhan sebelum pembentukan tikso dijalankan. Zon pemanasan tersebut menyebabkan pergerakan daripada sempadan ira ke dalam fasa Al melalui kesan haba yang diberikan (Salleh et al. 2015).

Rajah 7 menunjukkan nilai sifat mekanik bagi proses tuangan acuan kekal dan pembentukan tikso aloi logam kajian. Kekuatan tegangan muktamad aloi tuangan ialah 145 MPa dan kekuatan alah ialah 139 MPa dengan pemanjangan sebelum patah ialah 0.4%. Apabila proses pembentukan-tikso dijalankan pada aloi tersebut, kekuatan tegangan muktamad meningkat kepada 193 MPa dan kekuatan alah ialah 163 MPa manakala pemanjangan sebelum patah ialah 1.6%. Keputusan ujian tegangan pembentukan tikso adalah lebih tinggi dibandingkan dengan tuangan acuan kekal.

Ini adalah berdasarkan kepada perubahan mikrostruktur yang berlaku semasa pembentukan tikso. Saiz, morfologi dan taburan antara sebatian memberi kesan yang tinggi terhadap aloi. Mekanisme penguatan aloi Al-Si-Cu-Mg pembentukan tikso adalah melalui penguatan mendakan. Ia juga melibatkan penghalusan butiran aloi Al, penguatan larutan pepejal dan juga penguatan mendakan sebatian antara logam (Atkinson 2013). Walau bagaimanapun, kewujudan emping besar silikon dalam aloi tuangan acuan kekal memberi kesan tinggi pada keamatan tekanan lantas mengurangkan kekuatan bahan. Selain itu, morfologi jarum panjang fasa Al5FeSi

RAJAH 5. Mikrostruktur bilet pembentukan tikso aloi Al-Si-Cu-Mg

RAJAH 6. Mikrograf elektron terserak balik aloi Al-Si-Cu-Mg (a) tuangan acuan kekal (b) pembentukan tikso

juga mempengaruhi kekuatan dan pemanjangan dengan meningkatkan kemuluran aloi tuangan tersebut (Moustafa 2008; Taylor 2012).

Selain daripada itu keliangan yang wujud dalam mikrostruktur juga mempengaruhi kekuatan tegangan. Tekanan kecil yang dikenakan pada pemprosesan tikso semasa pemejalan dapat mengurangkan masalah keliangan (Tahamtan et al. 2008). Rajah 8 menunjukkan mikrokeliangan yang dihasilkan bagi proses tuangan acuan kekal dan pembentukan tikso. Dapat diperhatikan, sampel Al-Si-Cu-Mg yang melalui proses tuangan kekal menunjukkan keliangan kecutan amat besar melebihi 200 manakala bagi proses pembentukan tikso, keliangan yang terhasil adalah kecil dengan nilai maksimum 60.

Berdasarkan kepada analisis kuantitatif seperti Rajah 9, purata keluasan keliangan adalah 6340 m2 bagi tuangan acuan kekal dan 1034 m2 bagi pembentukan tikso manakala peratusan keliangan adalah 3.7% bagi tuangan acuan kekal dan 0.3% bagi pembentukan tikso. Keputusan ini menjelaskan bahawa kekuatan aloi dipengaruhi dengan keliangan yang wujud dalam aloi tersebut.

(b)

JK 30 SI1(6) Bab 1.indd 4 1/25/2019 11:14:47 AM

5

RAJAH 8. Mikrostruktur mikro keliangan aloi Al-Si-Cu-Mg (a) proses tuangan acuan kekal (b) pembentukan tikso

RAJAH 7. Perbandingan sifat mekanik bagi aloi Al-Si- Cu-Mg (a) kekuatan tegangan dan kekuatan alah (b) pemanjangan

RAJAH 9. Perbandingan mikrokeliangan pembentukan aloi Al-Si- Cu-Mg (a) Luas keliangan (b) Peratus keliangan

Kewujudan keliangan dalam tuangan acuan kekal cenderung berlaku di antara jarak lengan dendrit lalu mengakibatkan pengecutan terhasil semasa pemejalan dan perangkapan gas (hidrogen) semasa penuangan. Ia juga disokong oleh penyelidik Hassas et al. (2013) yang mengambil kira kesan kelikatan pada kelakuan aliran di mana kandungan peratusan cecair yang rendah menghalang aliran pepejal dan cecair semasa ubah bentuk dilakukan bagi aloi tuangan kekal (Hassas-Irani et al. 2013).

Walau bagaimanapun, kebolehan pembentukan tikso dapat mengatasi masalah tersebut di mana keliangannya adalah kecil dibantu oleh proses pemampatan aloi ke dalam acuan yang dilakukan dengan cepat di antara 5-10 saat. Dengan secara tidak langsung proses tersebut dapat mengurangkan pemerangkapan udara (Atkinson 2005; Kiuchi & Kopp 2002).

JK 30 SI1(6) Bab 1.indd 5 1/25/2019 11:14:55 AM

6

KESIMPULAN

Proses pembentukan tikso aloi Al-Si-Cu-Mg berjaya menukarkan struktur dendrit aloi tuangan aluminum menjadi struktur sfera serta pengurangan kecacatan dalaman. Penilaian mikrograf terserak balik menunjukkan perubahan morfologi, saiz dan bentuk serta taburan yang seragam. Perubahan ini adalah disebabkan oleh pemanasan aruhan pantas serta tekanan yang dikenakan semasa pembentukan

Daripada analisis mikrokeliangan pula, didapati pembentukan tikso menunjukkan pengurangan peratus pada 0.3% dibandingkan tuangan acuan kekal sebanyak 3.7%. Oleh yang demikian terdapat peningkatan sifat mekanik dalam penghasilan produk siap melalui proses pembentukan tikso melalui mekanisme penguatan mendakan seperti yang berlaku pada perubahan mikrostruktur. Kekuatan tegangan muktamad, kekuatan alah dan pemanjangan sebelum patah aloi aluminum Al-Si-Cu-Mg pembentukan tikso masing-masing menunjukkan peningkatan dengan bacaan masing masing ialah 193MPa, 163MPa dan 1.6%.

PENGHARGAAN

Penulis merakamkan setinggi-tinggi penghargaan dan terima kasih kepada Universiti Kebangsaan Malaysia dan Kementerian Pengajian Tinggi Malaysia di atas tajaan projek melalui geran penyelidikan FRGS/1/2014/TK01/UKM/01/2. Terima kasih juga kepada kakitangan-kakitangan makmal UKM atas kemudahan menjalankan analisis.

RUJUKAN

Abdul, L.N., Sajuri, Z. & Syarif, J. 2014. Effect of aluminium content on the tensile properties of Mg-Al-Zn alloys. Jurnal Kejuruteraan 8(19): 276-279.

Alhawari, K.S., Omar, M.Z., Ghazali, M.J., Salleh, M.S. & Mohammed, M.N. 2015. Evaluation of the microstructure and dry sliding wear behaviour of thixoformed A319 aluminium alloy. Materials & Design 76: 169-180.

Alhawari, K.S., Omar, M.Z., Ghazali, M.J., Salleh, M.S. & Mohammed, M.N. 2017. Microstructural evolution during semisolid processing of Al–Si–Cu alloy with different Mg contents. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition) 27(7): 1483-1497.

Atkinson, H.V. 2013. Alloys for Semi-Solid Processing. Solid State Phenomena 193: 16-27.

Atkinson, H.V. 2005. Modelling the semisolid processing of metallic alloys. Progress in Materials Science 50: 341-412.

Aziz, A.M., Omar, M.Z. & Salleh, M.S. 2016. Evolusi mikrostruktur aloi A333 melalui proses logam separa pepejal. Sains Malaysiana 45(6): 977-987.

Bolouri, A., Jang, C.H. & Kang, C.G. 2014. Thixoforming A356 aluminum bipolar plates at high solid fractions. Metallurgical and Materials Transactions B: Process

Metallurgy and Materials Processing Science 45(2): 363-371.

Caceres, C.H. 2007. Economical and environmental factors in light alloys automotive applications. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science 38 A(7): 1649-1662.

Caceres, C.H. & Selling, B. 1996. Casting defects and the tensile properties of an Al-Si-Mg alloy. Materials Science and Engineering: A 220: 109-116.

Campo, K.N. & Zoqui, E.J. 2016. Thixoforming of an ECAPed aluminum A356 alloy: Microstructure evolution, rheological behavior, and mechanical properties. Metallurgical and Materials Transactions A 47(4): 1792-1802.

Fan, Z. 2002. Semisolid metal processing. International Materials Reviews 47(2): 49-85.

Flemings, M.C. 1991. Behavior of metal alloys in the semisolid state. Mettallurgical Transactions B 22 (June): 269-293.

Haga, T. & Suzuki, S. 2001. Casting of aluminum alloy ingots for thixoforming using a cooling slope. Journal of Materials Processing Technology 118: 169-172.

Hassas-Irani, S.B., Zarei-hanzaki, A., Bazaz, B. & Roostaei, A. 2013. Microstructure evolution and semi-solid deformation behavior of an A356 aluminum alloy processed by strain induced melt activated method. Materials and Design 46: 579-587.

Kirkwood, D.H. 1995. Semi-solid metal processing. Journal of Japan Institute of Light Metals 45(6): 346-354.

Kiuchi, M.I. & Kopp, R. 2002. Mushy/semi-solid metal forming technology – Present and future. CIRP Annals 51(2): 653-670.

Liu, D., Atkinson, H.V. & Jones, H. 2005. Thermodynamic prediction of thixoformability in alloys based on the Al-Si-Cu and Al-Si-Cu-Mg systems. Acta Materialia 53(14): 3807-3819.

Luna, I.A., Molinar, H.M., Roma, M.J.C., Bocardo, J.C.E. & Trejo, M.H. 2013. Improvement of the tensile properties of an Al -Si-Cu-Mg aluminum industrial alloy by using multi stage solution heat treatments. Materials Science & Engineering A 561: 1-6.

Mohammed, M.N., Omar, M.Z., Syarif, J., Sajuri, Z., Salleh, M.S. & Alhawari, K.S. 2015. Microstructural properties of semisolid welded joints for AISI D2 tool steel. Jurnal Kejuruteraan 26(2014): 31-34.

Moustafa, M.A. 2008. Effect of iron content on the formation Effect of iron content on the formation of Al5FeSi and porosity in Al–Si eutectic alloys. Journal of Materials Processing Technology 9(1995): 605-610.

Omar, M.Z., Atkinson, H. & Kapranos, P. 2007. Semi-solid metal processing-a processing method under low flow loads. Jurnal Kejuruteraan 19: 137-146.

Prabhu, T.R. 2016. Microstructure and mechanical properties of a thixoforged (semi solid state forged) Al-Cu-Mg alloy. Archives of Civil and Mechanical Engineering 16(3): 335-343.

JK 30 SI1(6) Bab 1.indd 6 1/25/2019 11:14:55 AM

7

Sadeghi, I., Wells, M.A. & Esmaeili, S. 2017. Materials & design modeling homogenization behavior of Al-Si-Cu-Mg aluminum alloy. Materials & Design 128(May): 241-247.

Salleh, M.S. 2015. Pembangunan Aloi Aluminium untuk Pemprosesan Logam Separa Pepejal. Doctoral Thesis, Universiti Kebangsaan Malaysia.

Salleh, M.S., Omar, M.Z. & Syarif, J. 2015. The effects of Mg addition on the microstructure and mechanical properties of thixoformed Al–5%Si–Cu alloys. Journal of Alloys and Compounds 621: 121-130.

Salleh, M.S., Omar, M.Z., Syarif, J., Alhawari, K.S. & Mohammed, M.N. 2014. Microstructure and mechanical properties of thixoformed A319 aluminium alloy. Materials & Design 64: 142-152.

Salleh, M.S., Omar, M.Z., Syarif, J. & Mohammed, M.N. 2014. Permodelan termodinamik Aloi Al-Si-Cu untuk pemprosesan logam separa pepejal. Sains Malaysiana 43(5): 791-798.

Sivarupan, T., Taylor, J.A. & Cáceres, C.H. 2015. SDAS, Si and Cu Content, and the Size of Intermetallics in Al-Si-Cu-Mg-Fe Alloys. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science 46(5): 2082-2107.

Tahamtan, S., Golozar, M.A., Karimzadeh, F. & Niroumand, B. 2008. Microstructure and tensile properties of

thixoformed A356 alloy. Materials Characterization 59(3): 223-228.

Taylor, J.A. 2012. Iron-containing intermetallic phases in Al-Si based casting alloys. Procedia Materials Science 1: 19-33.

Wang, J.J., Zhang, Z.M., Phillion, A.B., Shang, S.Z. & Lu, G.M. 2016. Alloy development and reheating process exploration of Al–Si casting alloys with globular grains for thixoforming. Journal of Materials Research (May): 1-11.

Saziana Samat, Mohd Zaidi Omar, Intan FadhlinaMohamed, Ahmad Muhammad AzizCentre for Materials Engineering and Smart Manufacturing (MERCU),Faculty of Engineering & Built Environment, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi, Malaysia

*Corresponding author; email: saziana2000@yahoo.com

Received date: 16th March 2018Accepted date: 31st July 2018Online First date: 1st October 2018Published date: 30th November 2018

JK 30 SI1(6) Bab 1.indd 7 1/25/2019 11:14:55 AM