Universelle Kornfeinung in Magnesiumlegierungen durch keramische Partikel: Modellierung und Processing

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Kornfeinung ist ein zentrales Thema sowohl bei Magnesium-Guss- als auch bei -Knetlegierungen. Während im Druckguss Mechanismen wie konstitutionelle Unterkühlung effektiv eingesetzt werden können, fehlt es bei der Herstellung des Vormaterials insbesondere für Al-haltige Knetlegierungen an wirksamen Methoden, ein feinkörniges und homogenes Gefüge einzustellen. Empirisch sind zwar aus der Literatur Zusätze wie SiC und Al4C3 bekannt, die genauen Mechanismen sind aber noch nicht geklärt. In Vorversuchen wurde deshalb auf der Basis von metallphysikalischen Modellvorstellungen eine Simulationsmethode entwickelt, die es erlaubt, die Korngröße von Mg-Legierungen in Abhängigkeit von der Größenverteilung und dem Volumenanteil heterogener Keimbildungszentren, der Abkühlrate und der Legierungszusammensetzung zu prognostizieren. Erste Versuche haben die Vorhersagen für Partikelgrößen von 1-5 µm eindrucksvoll bestätigt. In diesem Projekt werden die physikalischen Mechanismen der Kornfeinung mit keramischen Partikeln geklärt, kritische Versuche zur Überprüfung der Modellvorstellungen durchgeführt und die Resultate durch ein geeignetes Processing für Mg-Legierungen technisch genutzt. Dabei ist eine enge Verzahnung zwischen der Entwicklung der physikalischen Modellvorstellung und den experimentellen Untersuchungen essenziell. Ziel des Projektes ist es, einen universell für Mg-Legierungen nutzbaren Kornfeiner auf keramischer Basis zu entwickeln.