Sechs quaternären Legierungen Al-6Si-3Cu-XMG (x = 0,59, 3,80 und 6,78 wt.%) Wurden durch Schmelzspinnen mit zwei verschiedenen Tangentialgeschwindigkeiten der Kupfer-Rad (30 und 45 ms -1) hergestellt und charakterisiert mittels optischer Mikroskopie (OM), Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Übertragung Elektronenmikroskopie (TEM), Röntgenbeugung (XRD) und Mikrohärte. Bei 30ms -1, zeigte XRD und TEM-Untersuchungen die Anwesenheit von Al 2 Cu (q) für die Legierung mit 0,59% Mg und Al 5 Cu 2 Mg 8 Si 6 (Q) für die Legierungen mit 3,80 und 6,78% Mg. Der Anstieg der Mikrohärte der Legierungen mit höheren Mg-Gehalt ist auf das Vorhandensein von nanoskaligen a-Al-Teilchen und einen höheren Anteil an Q-Nanopartikel zugeschrieben. Bei 45 ms -1 das Legierungselement Inhalte in fester Lösung beruht auf der Tatsache, dass die Menge des freien zweiten Phase (q und Q-Nanopartikel) abgenommen hat zugenommen. Für diese Drehzahl, wurden amorphen Bereiche von a-Al beobachtet zunehmende Mikrohärte im Vergleich zu den 30 ms -1 Bändern. |
Einführung Die 319-Serie ist eine der am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen in der Automobilindustrie. Diese Legierung stellt Silizium Inhalt von 5,5 bis 6,5 und Kupfer im Bereich von 3,0 bis 4,0 (in wt.%) [1, 2]. Die wichtigsten Härten Bestandteil für den 319-Legierung Al 2 Cu (q), und wenn Magnesium zugesetzt wird der Alterungsprozess eignet sich besonders aufgrund der Bildung von Mg 2 Si, eine wichtige Stärkung Niederschlag. Ouellet et al. [1] berichtet, eine Verhärtung Gipfel für eine Al-Si-Cu-Mg-Legierung auftreten durch kooperative Fällung von q und Mg 2 Si-Partikel. Die Besetzung Struktur für den 319-Legierung enthält a-Al, Si-Eutektikum Partikel, Mg 2 Si, q, Al 5 Cu 2 Mg 8 Si 6 (Q) und andere komplexe intermetallische [3]. Q-Phase hat einen hohen Mg-Gehalt und sehr schwer in die a-Al-Matrix auch nach einer Lösung, Wärmebehandlung. Deshalb ist Q Phasenbildung müssen vermieden oder zumindest minimiert werden. Durch Anlegen einer raschen Erstarrung (RSP) ist es möglich, eine übersättigte feste Lösung mit einer höheren Menge an Legierungselementen zu erhalten, und zur Vermeidung oder Minimierung der Bildung der zweiten Phase. Teile nach diesem Verfahren hergestellten könnte in einigen Motorteilen wie die Zylinderhülse, den Kolbenschieber Halterung und Monoblöcke [4] angewendet werden. Rascherstarrungsprozesse mit Abkühlgeschwindigkeiten höher als 10 3 Ks -1 Erlaubt die eine Reduzierung der Körnung, erweiterte solide Lösung reicht, verringerte Werte der Segregation und in einigen Fällen die Bildung von metastabilen kristallinen und amorphen Phasen [5, 6], abhängig von der Erstarrungsgeschwindigkeit. Für die schmelzgesponnenen Technik die Wirkung der Geschwindigkeit auf Struktur und chemische Eigenschaften wurde ausgiebig [9] für Aluminiumlegierungen untersucht. Es gibt einen Bericht über die bisherigen Arbeiten auf die Charakterisierung von Al-Si-Cu-Legierungen [7], erhalten durch RSP mit nur einer Drehzahl. Allerdings sind die Auswirkungen des RSP auf Struktur, wenn Mg hinzugefügt wird und die Drehzahl verändert wird nicht für den 319 Aluminium-Legierung berichtet. Neben der Analyse der zweiten Phase die Bildung ist es wichtig, die möglichen Nanostrukturen in den gebildeten analysieren a-Al-Matrix, das wichtigste Merkmal für die Legierungen von RSP produziert. Das erste Ziel dieser Arbeit war es, den Mangel an Informationen über die Mikrostruktur Charakterisierung für Al-Si-Cu-Mg füllen schmelzgesponnenen Legierungen. Die Wirkung von Mg-Gehalt und die Drehzahl auf Nanostruktur und Mikrohärte wurden ebenfalls untersucht. Diese Aspekte sind nicht in der Literatur für schmelzgesponnen Al-Si-Cu-Mg-Legierungen berichtet worden. Experimentell A 356 Legierungsblock, mit Al-8.5Si-0,3 mg (Gew.%) wurde als Master-Legierung verwendet. Reines Cu (Pulver,> 99,99% Reinheit) und Mg (Barren,> 99,95% Reinheit) wurden als Rohstoffe zusammen mit dem Master-Legierung verwendet werden, um Legierungen mit drei unterschiedlichen Mg-Gehalten zu erzeugen. Casting wurde in einem Induktionsofen unter einer kontrollierten Ar-Atmosphäre durchgeführt in einem Graphit-Tiegel. Ingots wurden dann in ein Quarzrohr eingeschmolzen und ausgeworfen durch ein 0,5 mm im Durchmesser Blende auf die Oberfläche einer polierten Kupfer-Rad mit einem Durchmesser von 200 mm. Die Experimente wurden unter einer He-Atmosphäre durchgeführt, um zu schmelzen Oxidation zu vermeiden. Der Abstand zwischen den Tiegel Öffnung und das Rad war 7 mm. Die Bänder wurden mit Kupfer-Rad tangential Geschwindigkeiten von 30 und 45 ms -1 erzeugt. Die Dicke der Bänder durch Schmelzspinnen erzeugt wurde zwischen 30-50 und 20-40 m m, bei Drehzahlen von 30 und 45 ms -1. Dieses Ergebnis stimmt mit der von Hattel und Pryds erhalten [10] für schmelzgesponnen Stahl Bändern. Sie berichteten, dass Banddicke exponentiell ist, um das Rad Geschwindigkeit zusammen. Gemessen chemischen Zusammensetzungen der erhaltenen Legierungen sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1. Chemische Zusammensetzung (in wt.%) Der erhaltenen Legierungen. | CAM01 | 6,40 | 3,02 | 0,59 | 0,34 | 0,09 | 0,04 | 0,14 | Balance | CAM03 | 6,31 | 3,03 | 3,80 | 0,32 TEM Hellfeld Bilder der schmelzgesponnenen Bänder und ihre jeweiligen Beugungsbilder sind in den Abbildungen 3a-f dargestellt. T er Mikrostruktur der Legierung mit 0,59% Mg bei 30 ms -1 beobachtet in F BBILDUNG 3a, bestehend aus den a-Al Matrix und Partikel von ca. 50-100 nm im Durchmesser. Der jeweilige EDS-Analyse in Abbildung 4a dargestellt zeigt, dass die Zusammensetzung der Partikel zu Al 2 Cu entspricht, im Einvernehmen mit dem XRD Beobachtung. Figuren 3b und 3c zeigen kleine Partikel von etwa 10-30 nm im Durchmesser für die Legierungen mit 3,80 und 6,78% Mg. Chemische Analysen dieser Partikel zeigen, dass sie a-Al entsprechen, wie in der EDS in den Abbildungen 4b und 4c dargestellt angezeigt wird. Die Bildung von nanoskaligen a-Al-Partikel für diese Legierungen konnte durch die Anwesenheit einer höheren Menge an Legierungselemente (höhere Mg-Gehalt, wie ein Vergleich Mg Gipfel der EDS in den Abbildungen 4b und 4c beobachtet) erklärt werden, die Änderung der Inhalte der übersättigten festen Lösung.      
Date Added: Dec 29, 2006
Last Update: 5. October 2011 10:55
|
|