Über die Kerbschlagzähigkeit von Al-B4C MMC: Die Rolle von Neben-Legierungselementen und Wärmebehandlung

Mittels Pulver-Injektionstechnik wurden zwei Metallmatrix-Verbundwerkstoff-Basislegierungen aus Al-15 Vol% B4C und 6063-15 Vol% B4C hergestellt. Zu den Basislegierungen wurden Legierungszugaben von 0,5 Gew.-% Ti, 0,35 Gew.-% Zr und 0,35 Gew.-% Sc hinzugefügt, um verschiedene Zusammensetzungsvarianten der beiden MMC zu erzeugen. Um die Auswirkungen des Zusammenwirkens der Verstärkung mit der Grundsubstanz (B4C/Al) auf die Zähigkeit der Verbundwerkstoffe zu untersuchen, wurden zehn Gemische von purem Al-15 Vol% B4C und 6063-15 Vol% B4C mit unterschiedlichen Zugaben von Ti, Zr und Sc produziert. Zum Abgießen der Aluminium-MMC wurde eine L-förmige Metallform verwendet. Mit Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop- (FEREM) und energiedispersiver Röntgentechnik (EDX) wurden in den produzierten Verbundwerkstoffen die Wechselwirkungen an den Schnittstellen zwischen Verstärkung und Grundsubstanz als Funktion der zugegebenen Legierungselemente untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zähigkeit eines bestimmten Verbundwerkstoffs durch die Art der Wärmebehandlung und die Menge an zugegebenen Elementen oder an hitzebeständigem Material gesteuert wird. Allein die Zugabe von Ti führt zu einer Reaktion mit einigen der B4C-Partikel und deren Umwandlung in Al-Ti-B- oder Al-Ti-C-Verbindungen. Beigefügtes Zr reagiert mit Ti und bildet Al3(TiZr), was die Wechselwirkung zwischen Partikeln und Grundsubstanz verringert. Wiederholtes Einschmelzen des Verbundwerkstoffs zusammen mit einer hohen Rührgeschwindigkeit kann eine Fragmentierung der B4C-Partikel verursachen. … Nachdruck aus Trans. Amer. Foundrym. Soc. Paper 15-030, mit freundlicher Genehmigung der American Foundrymen‘s Society.
Deutsche Bearbeitung von Andreas Nebl, Salzweg, www.uebersetzungen-nebl.de6 Seiten