Al Gusswerkstoffe

Abb.1: Agglomeration von ß-Al5FeSi-Einschlüssen, die Cluster mit Hohlräumen bilden, in denen Poren zurückgehalten werden: a) 0,6% Fe-Gehalt; b) 2,3% Fe-Gehalt

Al-Gusswerkstoffe : sichere Werkstoffe trotz Recycling - Dipl.-Ing. I. Bacaicoa

Ziel des Vorhabens ist es, von Recyclingprodukten verunreinigte Al-Legierungen so zu qualifizieren, dass daraus Aluminiumgussteile mit hoher Zuverlässigkeit bei immer höheren Anforderungen gefertigt werden können. Dazu wird der Einfluss der Recyclingprodukte auf die einzelnen Prozessschritte, sowie die Wechselwirkung zwischen Prozessbedingungen, Gefüge und eingebrachten Gefügestörungen untersucht. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der dem Gussprozess nachgeschalteten Wärmebehandlung. Zur Ableitung geeigneter Korrelationen wird die statistische Versuchsplanung eingesetzt, so dass damit eine Prozessoptimierung durchgeführt werden kann. Neben den technisch sinnvollen Parametervariationen werden auch Missbrauchsuntersuchungen durchgeführt, um untere Grenzwerte für die Werkstoffqualität festzulegen. Im weiteren Verlauf des Vorhabens werden Gussbauteile mit unterschiedlichen Beimischungen (Variation chem. Zusammensetzung) unter realen Bedingungen und unter Variation wichtiger Prozessparameter hergestellt und untersucht. Es wird anschließend festgelegt, welche Reinheitsanforderungen an die Ausgangswerkstoffe gestellt werden müssen, um Gussbauteile mit verlässlicher Qualität herzustellen. In methodischer Hinsicht wird untersucht, wie sich die räumliche Verteilung von Gussfehlern darstellen lässt. Hierzu wird neben den üblichen metallographischen Untersuchungen, das hochauflösende Micro-CT eingesetzt.    

 

Cast Al-alloys - Reliable materials despite recycling

The aim of this project is to characterize recycled aluminum cast alloys, in order to use them for high structural applications under reliability conditions. For this purpose, the effect of heat treatments on the fragmentation and dissolution of the detrimental Fe-rich intermetallic inclusions is studied as well as the effect of these inclusions on the mechanical properties. Moreover, the interaction between process conditions, microstructure and structural defects in the resulting mechanical behavior is analyzed. Statistical design of experiments is used in order to achieve appropriate correlations and optimize heat treatments. Further investigation is carried out about the 3D morphology of different casting defects by the use of high-resolution micro-CT in addition to the conventional metallographic examinations. In a second stage of the project, cast components with different iron content are produced under real casting conditions and under variation of important process parameters. The objective is to determine the purity requirements of the studied in order to assure the reliability of the components.