Aluminium-Silizium-Gusswerkstoffe sind essenzielle Materialien für den Leichtbau in der Automobilindustrie. Hierfür werden ausgezeichnete mechanische Eigenschaften benötigt, welche durch Kornfeinung eingestellt werden können. Der heutzutage am häufigsten verwendete Kornfeiner ist Al-5Ti-1B. Aufgrund des überstöchiometrischen Verhältnisses von Titan zu Bor (TiB2) reagiert das freie Ti mit Al zu Al3Ti und ist aufgrund einer peritektischen Reaktion auf dem stabilen Titan-di-Borid ein guter Keimbildner für α-Aluminium. Jedoch wird ab 3,5
Gew.-% Silizium (Si) ein Vergiftungseffekt beobachtet, wobei sich neue ternäre Gleichgewichtsphasen bilden können und ein gröberes Korn ausbildet.
Im Zuge dieser Arbeit wurde der Einfluss von Tantal (Ta), das keine ternären Phasen im Al-Si-Ta System zeigt, auf die Kornfeinung einer Al-10Si-0,4Mg Legierung untersucht, welche mit einem stöchiometrischen Kornfeiner gefeint und mit Strontium (Sr) veredelt wurde. Zur Bewertung des Kornfeinungseffekts wurde der standardisierte TP1 Test und thermische Analysen verwendet.
Die TP1 Proben wurden geschnitten, geschliffen, poliert, geätzt und mit dem Lichtmikroskop analysiert, um die Korngröße unter Verwendung des Linienschnittverfahrens zu bestimmen. Die anschließenden Untersuchungen am Rasterelektronenmikroskop (REM) zeigen eine deutliche Ta-reiche Schicht auf dem TiB2 Partikel, welche der Al3Ta Phase zuzuordnen ist. Über eine peritektische Reaktion der Al3Ta Phase mit restlicher Schmelze bildet sich α-Aluminium und kann somit als ausgezeichneter heterogener Keimbildner ohne signifikanten Vergiftungseffekt fungieren.