TY - THES

T1 - Rheocasting von Aluminium-Silizium-Legierungen

T2 - der RheoMetal Prozess im Fokus

AU - Stoisser, Teo

N1 - nicht gesperrt

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Der RheoMetalTM Prozess macht sich das Einrühren eines Enthalpie Exchange Materials (EEM) zu Nutze, um eine semi-solide Schmelze herzustellen. Der Verzicht auf eine komplexe Temperaturregelung macht diesen zu einem reproduzierbaren, vielversprechenden Rheocasting-Verfahren für industrielle Anwendungen. Das Ziel dieser Arbeit gilt der Bestimmung der unterschiedlichen Verhaltensweisen der Legierungen AlSi7MnMg, AlSi4MnMg und 6082 bei gleichen Prozesseinstellungen. Des Weiteren findet die Untersuchung des EEMs in Hinblick auf den zurückgelegten Weg sowie seinem Erstarrungsmuster im Gussteil mit dem Tracer Element Tantal statt. Die Grundlagen des Erstarrungsverhaltens der Legierungen wurde mit der Software Thermo-Calc ermittelt. Für das EEM Tracing erfolgte der Abguss von tantalhaltigen EEMs in einer 3D gedruckten Sandform. Nach dem Abguss fanden die Untersuchungen mit den Methoden der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC), Lichtmikroskopie in Kombination mit Weck-Ätzung und Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie statt. Mit dem RheoMetalTM Prozess konnte von jeder Legierung vollständige Gussteile abgegossen werden. Die Mikrostruktur der Legierungen AlSi7MnMg und AlSi4MnMg resultierten in einer klaren Einformung der α-Al Partikel. Die Aufheizkurven der DSC Messungen zwischen den Rheocasting und Vormaterial Proben wiesen keinen nennenswerten Unterscheid auf. Bei der Bestimmung des Festphasenanteils, die mit der Weck-Ätzung ermöglicht wurde, ergab sich ein Festphasenanteil von 18,69 ± 4,59 % der Probe AlSi7MnMg-Rheo. Dieser Wert lässt sich mit der erschwerten, computerunterstützten Auswertung durch die ungleichmäßige Ätzung und des Abkühlzeitpunkts in der Dauerform erklären. Ersteres verhinderte eine Auswertung der AlSi4MnMg-Rheo und 6082-Rheo. Das im EEM enthaltene Tantal konnte mittels Rasterelektronenmikroskopie nicht im Gussteil nachgewiesen werden.

AB - Der RheoMetalTM Prozess macht sich das Einrühren eines Enthalpie Exchange Materials (EEM) zu Nutze, um eine semi-solide Schmelze herzustellen. Der Verzicht auf eine komplexe Temperaturregelung macht diesen zu einem reproduzierbaren, vielversprechenden Rheocasting-Verfahren für industrielle Anwendungen. Das Ziel dieser Arbeit gilt der Bestimmung der unterschiedlichen Verhaltensweisen der Legierungen AlSi7MnMg, AlSi4MnMg und 6082 bei gleichen Prozesseinstellungen. Des Weiteren findet die Untersuchung des EEMs in Hinblick auf den zurückgelegten Weg sowie seinem Erstarrungsmuster im Gussteil mit dem Tracer Element Tantal statt. Die Grundlagen des Erstarrungsverhaltens der Legierungen wurde mit der Software Thermo-Calc ermittelt. Für das EEM Tracing erfolgte der Abguss von tantalhaltigen EEMs in einer 3D gedruckten Sandform. Nach dem Abguss fanden die Untersuchungen mit den Methoden der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC), Lichtmikroskopie in Kombination mit Weck-Ätzung und Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie statt. Mit dem RheoMetalTM Prozess konnte von jeder Legierung vollständige Gussteile abgegossen werden. Die Mikrostruktur der Legierungen AlSi7MnMg und AlSi4MnMg resultierten in einer klaren Einformung der α-Al Partikel. Die Aufheizkurven der DSC Messungen zwischen den Rheocasting und Vormaterial Proben wiesen keinen nennenswerten Unterscheid auf. Bei der Bestimmung des Festphasenanteils, die mit der Weck-Ätzung ermöglicht wurde, ergab sich ein Festphasenanteil von 18,69 ± 4,59 % der Probe AlSi7MnMg-Rheo. Dieser Wert lässt sich mit der erschwerten, computerunterstützten Auswertung durch die ungleichmäßige Ätzung und des Abkühlzeitpunkts in der Dauerform erklären. Ersteres verhinderte eine Auswertung der AlSi4MnMg-Rheo und 6082-Rheo. Das im EEM enthaltene Tantal konnte mittels Rasterelektronenmikroskopie nicht im Gussteil nachgewiesen werden.

KW - RheoMetal

KW - rheocasting

KW - semi-solid

KW - aluminium silicon alloys

KW - slurry

KW - EEM

KW - Enthalpy Exchange Material

KW - RheoMetal

KW - Rheocasting

KW - EEM

KW - Enthalpy Exchange Material

KW - Slurry

KW - Aluminium-Silizium Legierungen

KW - Weck-Ätzung

U2 - 10.34901/mul.pub.2025.021

DO - 10.34901/mul.pub.2025.021

M3 - Masterarbeit

ER -