22.07.2019 | Ausgabe 7-8/2019

Der Einfluss von Strontiumund Aluminium-Oxiden auf die Porositätsbildung in Al-Si-Gussteilen

REM-Aufnahmen von unregelmäßigen Lunkern in Sr-veredelter Legierung A319.2. Man beachte das Vorhandensein von Sr-Oxiden innerhalb des Lunkers und von β-Al5Fe- Si-Plättchen entlang der Ränder. / Quelle: Agnes M. Samuel, Fawzy H. Samuel, Herbert W. Doty, Salvador Valtierra Gallardo

REM-Aufnahmen von unregelmäßigen Lunkern in Sr-veredelter Legierung A319.2. Man beachte das Vorhandensein von Sr-Oxiden innerhalb des Lunkers und von β-Al5Fe- Si-Plättchen entlang der Ränder. / Quelle: Agnes M. Samuel, Fawzy H. Samuel, Herbert W. Doty, Salvador Valtierra Gallardo

Zwei gängige handelsübliche Legierungen für Automobilanwendungen sind die Legierungen A356 und A319.2, die zu den Al-Si-Mg- und Al-Si-Cu-Legierungssystemen gehören. In den Sr-veredelten Legierungen ist die Porositätsbildung häufig mit Strontium-Oxiden (Partikeln oder Filmen) sowie der β-Al5FeSi-Phase verbunden. Diese Oxide (stöchiometrische Zusammensetzung nahe Al2SrO3) entstehen beim Schmelzen aufgrund der hohen Sauerstoffaffinität von Strontium und sind durch Entgasen nur schwer zu entfernen. Die Poren-Morphologie (rund oder unregelmäßig) wird durch die Form des Oxids bestimmt : das heißt fein dispergierte Partikel oder dicke Filme. Es werden auch runde Poren beobachtet, die von eutektischen Al-Si-Regionen umgeben sind. In der Metallschmelze eingeschlossene Aluminium-Oxidfilme führen zur Bildung von gröberen und tieferen Poren als bei jenen, die Strontium-Oxiden zugeordnet sind. Diese Poren können sich auch miteinander verbinden und sind durch das Vorhandensein von erstarrtem Metall gekennzeichnet, das in den Aluminium-Oxidfilmen nahe der Peripherie eingeschlossen ist.

Two popular commercial alloys used in automotive applications are A356 and A319.2 alloys, belonging to the Al-Si-Mg and Al-Si-Cu alloy systems. In the Sr-modified alloys, porosity formation is frequently associated with strontium oxides (particles or films), as well as the β-Al5FeSi phase. These oxides (stoichiometric composition close to Al2SrO3) are formed during melting, due to the high oxygen affinity of strontium, and are difficult to remove via degassing. The pore morphology (round or irregular) is determined by the form of the oxide : viz., fine dispersed particles or thick films. Round pores are also observed surrounded by Al-Si eutectic regions. Aluminum oxide films trapped in the molten metal lead to the formation of coarser and deeper pores than those attributed to the strontium oxides. These pores may also link with each other and are characterized by the presence of solidified metal trapped within the aluminum oxide films, close to the periphery. 

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