Zusammenfassung
In dieser Forschungsarbeit wurde eine modifizierte, energieeffiziente T6-Wärmebehandlung an Gussteilen der beiden Legierungen AlSi7Mg0, 3 und AlSi9Cu3(Fe) im Pilotmaßstab angewendet, wobei ein Teil der Gießhitze der Gussteile für die anschließende Lösungsglühung ausgenutzt wurde. Durchgeführte Berechnungen des Energieeinsparpotentials dieser kontinuierlichen energiesparenden Wärmebehandlung ergaben einen Vorteil von bis zu 260 kJ pro Kilogramm Gussgewicht gegenüber einer konventionellen T6-Wärmebehandlung. Um Proben nach der energieeffizienten Wärmebehandlung zu produzieren, wurden die Gussteile direkt mit ca. 300 °C aus einer Squeeze Casting Maschine in einen Lösungsglühofen chargiert, anschließend in Wasser abgeschreckt und warm ausgehärtet.
Die Prozessparameter Lösungsglühtemperatur, Abschreckbadtemperatur, Warmaushärtedauer und -temperatur wurden für alle Proben der konventionellen und energieeffizienten T6-Wärmebehandlung der jeweiligen Legierung konstant gehalten, um die mechanischen Eigenschaften und die Gefüge zu ermitteln. Es konnten keine signifikanten Unterschiede bezüglich Dehngrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und vorhandener Phasen zwischen den Proben der beiden Wärmebehandlungen gefunden werden. Im Gegensatz dazu zeigte die Variierung der Lösungsglühdauer der beiden T6-Wärmebehandlungen (konventionell und energiesparend) je nach Legierungssystem unterschiedliche Effekte auf die mechanischen Eigenschaften.
Abstract
In this research work, a modified energy efficient T6 heat treatment was performed on AlSi7Mg0.3 and AlSi9Cu3(Fe) castings produced on pilot scale, where a part of the heat from the casting process was used during solution annealing. Calculations of the possible energy savings showed that the novel energy saving heat treatment can gain up to 260 kJ of thermal energy per kilogram of casting compared to conventional methods. To produce samples of the energy efficient heat treatment, the castings were ejected from the squeeze casting machine at 300 °C and immediately transferred to the annealing furnace and subsequently water quenched and artificially aged.
The process parameters annealing time, quench temperature, ageing temperature and time were chosen constant for all samples of the same alloy in order to determine the mechanical properties and the microstructures. No significant differences in yield strength, tensile strength, elongation at fracture, micro hardness, and present phases could be obtained in samples of conventional and energy efficient heat treatment. Depending on the alloying system, the variation of the annealing time of both T6 treatments (conventional and energy efficient) showed varying influence on the mechanical properties.
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Danksagung
Die Autoren danken für die Unterstützung dieses Forschungsprojektes durch das Land Öberösterreich im Rahmen des Strukturfonds-Programms Regionale Wettbewerbsfähigkeit OÖ 2007–2013.
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Staggl, S., Bozorgi, S., Kretz, R. et al. Energieeffiziente Wärmebehandlung der Gusslegierungen AlSi7Mg0,3 und AlSi9Cu3(Fe). Berg Huettenmaenn Monatsh 161, 116–125 (2016). https://doi.org/10.1007/s00501-016-0457-7
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