Premium
Einfluss der Prozessparameter auf Mikrostruktur und Porosität beim Sprühkompaktieren von Aluminium‐Legierungen mit hohen Mg 2 Si –Gehalten
Author(s) -
Ellendt N.,
Stelling O.,
Uhlenwinkel V.,
von Hehl A.,
Krug P.
Publication year - 2010
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - English
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/mawe.201000639
Subject(s) - microstructure , materials science , metallurgy , porosity , aluminium , casting , die casting , composite material
Due to high cooling rates spray forming is an appropriate process to produce aluminum alloys with a high content of Mg 2 Si. Compared to common casting processes, a fine microstructure can be achieved yielding in improved mechanical properties. In this work, billets were spray formed from the two alloys AlMg15Si8Cu2 (22 mass‐% Mg 2 Si) and AlMg20.5Si11Cu2 (30 mass‐% Mg 2 Si) under different spraying conditions. The analysis of the microstructure showed that the size of Mg 2 Si dispersoids is very sensitive to process parameters. Besides the well known thermal effects of melt superheat (carried out from –40 K to +170 K) and GMR (varied from 2.0 to 6.3) a strong influence of the scanning frequency of the atomizer nozzle (7 Hz and 15 Hz) could be observed. Similar effects could be found for the occurrence of porosity. A new parameter, the enthalpy flow to gas flow ratio (EGR), was defined from these two parameters of which correlations of Mg 2 Si dispersoid size and amount of porosity were found. Auf Grund der hohen auftretenden Abkühlraten ist das Sprühkompaktieren ein geeigneter Prozess zur Herstellung von Aluminium‐Legierungen mit hohen Gehalten an Mg 2 Si. Im Vergleich zu konventionellen Gießverfahren ergibt sich eine deutlich feinere Mikrostruktur mit entsprechend verbesserten mechanischen Eigenschaften. In den durchgeführten Untersuchungen wurden Bolzen aus den Legierungen AlMg15Si8Cu2 (22 Massen‐% Mg 2 Si) und AlMg20,5Si11Cu2 (30 Massen‐% Mg 2 Si) mit verschiedenen Prozessparametern sprühkompaktiert. Eine Analyse der Mikrostruktur zeigte, dass die Größe der Mg 2 Si‐Dispersoide stark von den Prozessparametern abhängt. Neben bekannten thermischen Effekten der Schmelzeüberhitzung (variiert zwischen –40 K und 170 K) und des GMR (variiert von 2,0 bis 6,3) konnte ein starker Einfluss der Scanfrequenz (7 und 15 Hz) festgestellt werden. Ähnliche Effekte traten hinsichtlich der Porosität im gesprühten Material auf. Ein neuer Parameter, das Enthalpie‐ zu Gasmassenstrom‐Verhältnis (EGR) wurde auf der Basis der Parameter Schmelzeüberhitzung und GMR gebildet. Es zeigten sich Abhängigkeiten der Dispersoidgröße und der Porosität von diesem neuen Parameter.