16.07.2018 | Ausgabe 07/2018

Untersuchung der Mikroporositätsbildung in bleiarmen Legierungen auf Cu-Basis

Quelle: Anna T. Kelley, Rebecca Foley, John Griffin, Clifton Monroe

Die Theorie zur Bildung von Mikroporosität bei der Legierungserstarrung ist sehr weit entwickelt. Die Kombination aus langem Erstarrungsbereich, niedrigem Wärmegradienten, hoher Abkühlrate und gelöster Gase führt zu einer erheblichen Menge an Mikroporosität während der Erstarrung.

Um die Bildung von Mikroporosität in einer Kupferlegierung mit niedrigem Bleigehalt zu untersuchen, wurde eine Keilprobe mit unterschiedlichen Abkühlraten und verschiedenen Wärmegradienten untersucht.

Es entstanden Abkühlkurven des Materials, und es wurden simulationsgestützte Modelle entwickelt, um die Auswirkungen der Zusammensetzung auf die Mikrostruktur der Legierung zu beurteilen. Die Versuchsergebnisse zeigten eine maximale Mikroporosität von ca. 3,8 %. Außerdem nahm die Menge der Wismutphase an der Oberseite des Gussteils leicht ab. Auch in der Querrichtung innerhalb des Speisers verringerte sich die Menge leicht. Die Simulationsprognosen der Porosität entsprachen den Versuchsergebnissen.

Investigation of Microporosity Formation in Low-Lead Cu-Based Alloys

The theory behind the formation of microporosity in alloy solidification is well developed.

The combination of a long solidification range, low thermal gradient, high cooling rate and dissolved gas leads to significant amount of microporosity during solidification. To study the formation of microporosity in a low lead copper alloy, a wedge casting with variation incooling rate and thermal gradient was studied. Cooling curves of the material were obtained and simulation-based models were developed to evaluate the effects of composition onthe alloy’s microstructure. Experimental results exhibited a maximum microporosity of approximately 3.8%.

In addition, the amount of the bismuth phase decreased slightly at the top of the casting. The amount also decreased in the traverse direction within the riserof the casting. The simulation predictions of porosity followed the experimental results.

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