Die quantitative Erfassung des Einflusses der Begleitelemente und Erstarrungsbedingungen auf die Veredelung von AlSi7Mg Gusslegierungen

定量测定伴生元素和凝固条件对AlSi7Mg铸造合金细化的影响

• 批准号: 190053621
• 负责人: Dr. Markus Apel
• 金额: --
• 依托单位: Access e.V.
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/190053621?language=en
• 关键词: Die; quantitative; Erfassung; des; Einflusses

Das in AlSi7Mg Gusslegierungen während der eutektischen Erstarrung gebildete eutektische Silizium kann in verschiedenen morphologischen Ausprägungen und Größen vorliegen, die sich unterschiedlich auf die Werkstoffeigenschaften auswirken. Die gezielte, als Veredelung bezeichnete Zugabe von z.B. Strontium führt zu einem Übergang der unerwünschten groben körnigen zu einer erwünschten, feineren korallenartigen (veredelten) Form der Siliziumpartikel. Dabei existieren unterschiedlich abgestufte Ausprägungen dieser Morphologieänderungen, die bereits durch die Anwesenheit von wenigen ppm der Begleitelemente Phosphor und Eisen beeinflusst werden. Das gleichzeitige Auftreten von veredelten und unveredelten Siliziumpartikeln, wird als heterogene Veredelung bezeichnet und ist unerwünscht aufgrund des negativen Einflusses auf die lokalen mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes.Im Rahmen dieses Projektes sollen Einflussfaktoren quantitativ ermittelt werden, die zu einer heterogenen Veredelung führen. Ausgehend von der Legierung AlSi7 soll der Einfluss des festigkeitssteigernden Legierungselementes Magnesium, der Begleitelemente Fe und P, des Veredelungsmittels (Sr) und verschiedener Erstarrungsbedingungen auf die Gefügemorphologie untersucht werden. Hierfür ist geplant die Ergebnisse etablierter Grundlagenexperimente (GI) mit der Phasenfeldsimulation (Access) und der thermodynamischen Beschreibung zu kombinieren, um eine quantitative ortsaufgelöste Beschreibung und Simulation der Gefügeausbildung entlang des Erstarrungspfades zu erhalten, inklusive der lokalen Variationen in den Elementkonzentrationen (Mikroseigerung). Somit ist es beispielsweise möglich, die Hypothese zu überprüfen, dass eine durch Ausscheidungsbildung von Sr‐reichen Phasen hervorgerufene lokale Verarmung an gelöstem Sr für die ungleichmäßige Veredlung verantwortlich ist. Im einzelnen sollen Experimente auf Basis hochreiner Legierungselemente durchgeführt werden, deren Ergebnisse zur metallurgischen Beschreibung der Gefügeausbildung und zur Charakterisierung der Einflüsse von Abkühlrate und Seigerungsvorgängen auf die Siliziummorphologie verwendet werden. Begleitende Gefügesimulationen ermöglichen die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Erstarrungsmorphologie, Mikroseigerung und Ausscheidungsbildung auf unterschiedlichen Längenskalen. Für die direkte Simulation des Veredelungseffektes soll eine neue Anisotropiebeschreibung für die Al‐Si Grenzflächenkinetik und ‐energie entwickelt werden, die es erlaubt den Morphologieübergang von der kompakten Struktur zur Korallenstruktur darzustellen. Der Abgleich der Modellparameter kann anhand der, am Institut für Funktionswerkstoffe (IfF) geplanten 3D‐Charakterisierung der Si‐ Morphologie erfolgen.Gemeinsam mit den an technischen Legierungen durchgeführten Untersuchungen sollen letztendlich Konzepte für eine verbesserte Homogenität der Veredelung entwickelt werden.

AlSi7 Mg合金的热处理工艺可以使硅合金的热处理工艺在形态学上得到改善，并使其在加工工艺上得到改善。这是Z.B.的作品。锶führt zu einem Übergang der unerwünschten groben körnigen zu einer erwünschten，feineren korallenartigen（veredelten）Form der Siliziumpartikel. Dabei的实验结果表明，由于磷的含量增加，磷的含量增加，对韦尔登的影响也增加。由于硅颗粒的超细化和非超细化，会产生异质性，并对局部结构的特征产生负面影响。在此基础上，提出了一个解决影响因素的定量韦尔登异质性的方法。AlSi 7合金的形成主要受镁合金元素、Fe和P元素、Sr元素和其它元素对韦尔登合金的影响。首先，通过阶段性模拟（Access）和综合评价（Beschreibung），建立了基本的实验（GI），并进行了定量的评价和模拟，以确定在元素控制（Mikroseigerung）中局部变异的可能性。有些假设是非常复杂的，因为一个通过对Sr‐reichen Phasen的Ausscheidungsbildung的培养而形成的假设，为不明确的Veredlung verantwortlich ist提供了局部的Verarmung和gelöstem Sr。在韦尔登化过程中，在高硅化率的基础上进行了一系列实验，以确定硅化率和硅化率对硅形态韦尔登化的影响。Begleitende Gefügesimulationen ermöglichen die Untersuchung der Wechselenkung zwischen Erstarrungsmorphologie，Mikroseigerung and Ausscheidungsbildung auf unterschedlichen Längenskalen.为了直接模拟Veredelungseffektes soll eine neue Anisotropiebeschreibung für die Al‐Si Grenzflächenkinetik und韦尔登，die es erlaubt den Morphologieübergang von der kompakten Struktur zur Korallenstruktur darzustellen。该模型参数的Abgleich可以用来描述，由Institut für Funktionswerkstoffe（IfF）进行的Si‐ Morphologie erfolgen的3D表征。Gemeinsam mit den an technischen Legierungen durchgeführten Untersuchungen sollen letztendlich Konzepte für verbesserte Homogenität der Veredelung entwickelt韦尔登。

项目成果

Key experiments and thermodynamic revision of the binary Al–Sr system

二元AlâSr体系的关键实验和热力学修正

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2014.05.018
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: S.-M. Liang;M. Engstler;V. Groten;J. Barrirero;F. Mücklich;A. Bührig-Polaczek;R. Schmid- Fetzer
• 通讯作者: R. Schmid- Fetzer

Influence of Die and Casting Temperatures and Titanium and Strontium Contents on the Technological Properties of Die‐Cast A356 in the As‐Cast and T6 Condition

压铸和铸造温度以及钛和锶含量对 AsâCast 和 T6 条件下压铸 A356 工艺性能的影响

• DOI: 10.1002/9781118663189.ch174
• 发表时间: 2013
• 期刊: Light Metals
• 作者: Fischer;Groten;Brachmann;Vossel;Bührig-Polaczek
• 通讯作者: Bührig-Polaczek