TY - THES

T1 - Thermodynamische Berechnung der Einflüsse von Spurenelementen auf der Bildung intermetallischer Phasen bei Al-Gusslegierungen

AU - Fasching, Andreas

N1 - gesperrt bis 24-02-2020

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Eine Anreicherung durch Spurenelementen und deren daraus entstehenden Wechselwirkungen beeinflussen die Eigenschaften von Leichtmetalllegierungen zusehends negativ. Dieser Effekt wird durch den hohen Recyclinggrad von Aluminium und dem globalen Legierungs- und Schrotthandel massiv verstärkt. Daher ist es unerlässlich, die Auswirkungen von Spurenelementen auf der Bildung intermetallischer Phasen einer Al-Gusslegierung messen und interpretieren zu können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der thermodynamische Berechnung der Einflüsse von Spurenelementen auf der Bildung intermetallischer Phasen bei untereutektischen Al-Gusslegierungen und deren Nachweis an praktischen Versuchen. Für diese Untersuchung wurden drei Probenserien einer Al Si7Mg0.3 – Gusslegierung mit unterschiedlichem Grad an Verunreinigungen untersucht. Im Detail wurde dabei auf die Spurenelemente Calcium Ca, Titan Ti, Vanadium V und Zirkon Zr eingegangen. Als verwendete Messmethoden kamen die thermodynamische Berechnung durch Thermo-Calc, thermische Analyse, metallographische Untersuchung (LIMI, REM) und die Spektralanalyse zum Einsatz. Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit der thermodynamische Berechnungen der Legierungen (hochrein, technisch rein). Dabei werden die chemischen Zusammensetzungen durch die genannten Spurenelemente entsprechend variiert und die Ergebnisse gegenübergestellt. Bei der Anwesenheit von Calcium kommt es dabei immer zur Bildung der Al2Si2Ca-Phasen, bei entsprechend hohen Gehalten auch zu Primärausscheidungen. Des Weiteren weist Calcium einen Feinungseffekt auf das Al-Si Eutektikum auf. Durch Titan, Vanadium und Zirkon kommt es zur Bildung von Al3M(Ti, V, Zr)-Phasen. Im zweiten Teil soll ein Vergleich zwischen der thermodynamischen Berechnung und eines realen Abgusses aufgestellt werden. Dabei soll die Sensibilität und Aussagekraft der thermodynamischen Ergebnisse dargelegt werden.

AB - Eine Anreicherung durch Spurenelementen und deren daraus entstehenden Wechselwirkungen beeinflussen die Eigenschaften von Leichtmetalllegierungen zusehends negativ. Dieser Effekt wird durch den hohen Recyclinggrad von Aluminium und dem globalen Legierungs- und Schrotthandel massiv verstärkt. Daher ist es unerlässlich, die Auswirkungen von Spurenelementen auf der Bildung intermetallischer Phasen einer Al-Gusslegierung messen und interpretieren zu können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der thermodynamische Berechnung der Einflüsse von Spurenelementen auf der Bildung intermetallischer Phasen bei untereutektischen Al-Gusslegierungen und deren Nachweis an praktischen Versuchen. Für diese Untersuchung wurden drei Probenserien einer Al Si7Mg0.3 – Gusslegierung mit unterschiedlichem Grad an Verunreinigungen untersucht. Im Detail wurde dabei auf die Spurenelemente Calcium Ca, Titan Ti, Vanadium V und Zirkon Zr eingegangen. Als verwendete Messmethoden kamen die thermodynamische Berechnung durch Thermo-Calc, thermische Analyse, metallographische Untersuchung (LIMI, REM) und die Spektralanalyse zum Einsatz. Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit der thermodynamische Berechnungen der Legierungen (hochrein, technisch rein). Dabei werden die chemischen Zusammensetzungen durch die genannten Spurenelemente entsprechend variiert und die Ergebnisse gegenübergestellt. Bei der Anwesenheit von Calcium kommt es dabei immer zur Bildung der Al2Si2Ca-Phasen, bei entsprechend hohen Gehalten auch zu Primärausscheidungen. Des Weiteren weist Calcium einen Feinungseffekt auf das Al-Si Eutektikum auf. Durch Titan, Vanadium und Zirkon kommt es zur Bildung von Al3M(Ti, V, Zr)-Phasen. Im zweiten Teil soll ein Vergleich zwischen der thermodynamischen Berechnung und eines realen Abgusses aufgestellt werden. Dabei soll die Sensibilität und Aussagekraft der thermodynamischen Ergebnisse dargelegt werden.

KW - trace elements

KW - intermetallic phase

KW - thermodynamic calculation

KW - ThermoCalc

KW - CalPhad

KW - Al Si7Mg0.3

KW - Al-Gusslegierung

KW - intermetallische Phasen

KW - Al2Si2Ca

KW - Al2Si2M

KW - Al3M

KW - thermische Analyse

KW - Thermo-Calc

KW - Spurenelemente

M3 - Masterarbeit

ER -