Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurde eine modifizierte AlSiCu-Gusslegierung mit einer normierten AlSi9Cu3-Gusslegierung verglichen. Die Werkstoffe werden vorwiegend in der Automobilindustrie für die Kolben- und Zylinderkopfproduktion verwendet. Dies resultiert aus der guten Gießbarkeit, der hohen Festigkeit bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur, dem geringen Gewicht, der guten Verschleißfestigkeit und der geringen Wärmeausdehnung [1].
Die Art der Modifizierung erfolgte durch eine Zugabe der Legierungselemente Cr und Mo, zusätzlich wurde der Cu-Gehalt auf ca. 6 % erhöht. Um unterschiedliche Wandstärken zu untersuchen, wurden mit dem Squeeze-Casting-Verfahren auf der UBE350 Stufenplatten abgegossen, davon drei Werkstoffzustände und zwei unterschiedliche Wandstärken betrachtet. Dabei wurden zwei Wärmebehandlungsvarianten mit dem Gusszustand verglichen und zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften Zugversuche bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur (240 °C) durchgeführt. Um die mechanischen Eigenschaften in Kombination mit der Mikrostruktur zu untersuchen, wurden mit der Hilfe von LIMI und REM inklusive EDX-Analyse metallografische Untersuchungen angestellt.
Die Modifikationen zeigte eine wesentliche Verbesserung der Dehngrenze und Zugfestigkeit sowohl bei Raumtemperatur als auch bei einer Prüftemperatur von 240 °C.
Abstract
Within this research one modified AlSiCu master casting alloy has been compared with the norm AlSi9Cu3 casting alloy. These alloys are mainly used in the automotive industry for pistons and cylinder heads. The good castability, the high strength at room and elevated temperatures, the low weight, the good wear resistance, and the low thermal expansion are responsible for these applications.
The modification was based on an addition of Cr and Mo. In this alloy the Cu content was increased to 6 %. Thus, step plates were cast with the squeeze casting process at the UBE350 machine to compare two different wall thicknesses. The alloys were investigated in the as cast condition as well as in two different heat treatment conditions. To characterize the mechanical properties, tensile tests at room temperature and hot tensile tests at 240 °C were performed. To explain the results in connection with the microstructure, metallographic examinations with LIMI and SEM including EDX were made.
The results show that the modification improves the yield strength at room and elevated temperatures in comparison to the norm alloy.
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Danksagung
Die Autoren danken für die Unterstützung dieses Forschungsprojektes durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG, durch das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit) und durch das Land Oberösterreich im Rahmen des Förderungsprogrammes COMET.
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Hametner, T., Bozorgi, S., Kretz, R. et al. Untersuchung von Hochtemperatureigenschaften modifizierter AlSiCu-Gusslegierungen. Berg Huettenmaenn Monatsh 161, 126–132 (2016). https://doi.org/10.1007/s00501-016-0445-y
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