DE19845279A1 - Aluminum-nickel-silicon alloy, especially for cast automobile engine blocks, cylinder liners or pistons, has silicon crystals uniformly distributed in an acicular primary nickel aluminide phase-containing matrix - Google Patents

Aluminum-nickel-silicon alloy, especially for cast automobile engine blocks, cylinder liners or pistons, has silicon crystals uniformly distributed in an acicular primary nickel aluminide phase-containing matrix

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DE19845279A1 DE1998145279 DE19845279A DE19845279A1 DE 19845279 A1 DE19845279 A1 DE 19845279A1 DE 1998145279 DE1998145279 DE 1998145279 DE 19845279 A DE19845279 A DE 19845279A DE 19845279 A1 DE19845279 A1 DE 19845279A1
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Abstract

Al-Ni-Si alloy comprises silicon crystals uniformly distributed in a nickel aluminide phase-containing matrix. An Independent claim is also included for a cast product of the above Al-Ni-Si alloy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Aluminiumlegierungen, die neben Al im wesentlichen die Elemente Ni und Si enthalten und eine besondere Gefügestruktur aufweisen. Derartige Legierun­ gen eignen sich u. a. für die Herstellung von Motorblöcken, insbesondere von Zylinderlaufbuchsen für Kfz-Motore.The present invention relates to aluminum alloys which in addition to Al essentially contain the elements Ni and Si and have a special structure. Such alloy gen are u. a. for the production of engine blocks, especially of cylinder liners for motor vehicle engines.

[Stand der Technik][State of the art]

Motorblöcke für Kfz-Motore werden zunehmend aus Aluminiumle­ gierungen gefertigt, in erster Linie wegen der damit verbun­ denen Gewichtsreduzierung gegenüber traditionellen Grauguß- Motorblöcken.Engine blocks for automotive engines are increasingly made of aluminum Alloys manufactured, primarily because of the associated weight reduction compared to traditional gray cast iron Engine blocks.

Die Auswahl der Aluminiumlegierung für die Herstellung von Motorblöcken ist problematisch, weil idealerweise die Legie­ rung zwei sehr unterschiedlichen Anforderungskriterien genü­ gen sollte; sie sollte gut verarbeitbar sein, d. h. gut gieß­ bar und leicht zu zerspanen, andererseits muß sie hoch ver­ schleißfest sein, insbesondere in den Zylinderlaufbuchsen, und insgesamt hohe mechanische Festigkeit bei hohen Tempera­ turen aufweisen.The selection of aluminum alloy for the production of Engine blocks are problematic because ideally the alloy two very different requirement criteria should; it should be easy to process, i. H. pour well bar and easy to machine, on the other hand it has to be be wear-resistant, especially in the cylinder liners, and overall high mechanical strength at high tempera have doors.

Eine bewährte Legierungsgruppe mit hoher Warmfestigkeit und gutem Gleitverschleißverhalten sind die übereutektischen Al- Si-Legierungen mit Si-Gehalten von 15 bis 18 Gew.-% und warmfestigkeitssteigernden Zuschlägen der Elemente Cu, Ni, Fe, Mn und Mg. Typische Vertreter dieser Gruppe sind die gebräuchliche Kolbenlegierung G-AlSi18CuMgNi (mit 17 bis 19 Gew.-% Si; 0,8 bis 1,5 Gew.-% Cu; 0,8 bis 1,3 Gew.-% Mg und bis zu 1,3 Gew.-% Ni) oder die als Reynolds 390 bekannt gewordene Legierung G-AlSi17Cu4Mg (mit 16 bis 18 Gew.-% Si; 4 bis 5 Cu und 0,45 bis 0,65 Gew.-% Mg). Die guten Gleitver­ schleißeigenschaften dieser Legierungen beruhen auf den sich bei der Erstarrung primär aus der Schmelze ausscheidenden Si- Kristallen, die nach der Feinbearbeitung der Laufflächen (z. B. von Zylinderbuchsen) als harte tragende Kristalle den Verschleißschutz bieten.A proven alloy group with high heat resistance and good sliding wear behavior are the hypereutectic aluminum Si alloys with Si contents of 15 to 18 wt .-% and additions of the elements Cu, Ni, increasing the heat resistance Fe, Mn and Mg. Typical representatives of this group are Common piston alloy G-AlSi18CuMgNi (with 17 to 19 Wt% Si; 0.8 to 1.5 wt% Cu; 0.8 to 1.3% by weight of Mg and up to 1.3 wt% Ni) or known as Reynolds 390 alloy G-AlSi17Cu4Mg (with 16 to 18 wt.% Si; 4 to 5 Cu and 0.45 to 0.65 wt% Mg). The good gliding The wear properties of these alloys are based on the during solidification, primarily Si Crystals after finishing the tread  (e.g. from cylinder liners) as hard supporting crystals Offer wear protection.

Die charakteristische Problematik bei der Gefügeausbildung dieser Legierungen besteht darin, daß die primär aus der Schmelze ausgeschiedenen Si-Kristalle sich nicht immer in wünschenswert gleichmäßiger Verteilung im endgültig erstarr­ ten Gesamtgefüge wiederfinden: zum Teil seigern die Si- Primärkristalle aus der Schmelze aus, zum Teil werden sie durch die Erstarrungsfront der sich nach ihnen ausbildenden eutektischen Grundmasse verdrängt und dabei örtlich konzen­ triert.The characteristic problem in microstructure formation of these alloys consists of the fact that they are primarily made of Melted out Si crystals do not always get in desirable even distribution in the final solidification Rediscover the entire structure: Primary crystals from the melt, some of them through the solidification front of those developing after them eutectic base mass displaced and locally concentrated trated.

Fig. 2 zeigt das Schliffbild einer konventionellen Al- Legierung mit 14 Gew.-% Si; 5 Gew.-% Cu, 2,5 Gew.-% Ni und 0,8 Gew.-% Mg in 50facher Vergrößerung. Man erkennt die Anhäufung der polygonalen dunklen Primär-Si-Kristalle in der oberen Bildhälfte und an Primär-Si verarmte Bereiche darun­ ter. Fig. 3 gibt dasselbe Gefüge in 200facher Vergrößerung wieder. Fig. 2 shows the micrograph of a conventional Al alloy with 14 wt .-% Si; 5% by weight Cu, 2.5% by weight Ni and 0.8% by weight Mg in 50x magnification. You can see the accumulation of the polygonal dark primary Si crystals in the upper half of the image and areas depleted of primary Si below. Fig. 3 shows the same structure in 200 times magnification.

Die örtlichen Anhäufungen der Primär-Si-Kristalle einerseits und an Primär-Si-Kristallen verarmte Bereiche andererseits führen zu Schwierigkeiten bei der spanenden Bearbeitung und zu mangelhaftem Verschleißverhalten der aus solchen Legierun­ gen gefertigten Laufflächen.The local accumulations of the primary Si crystals on the one hand and regions depleted of primary Si crystals on the other hand lead to difficulties in machining and to poor wear behavior of such alloys manufactured treads.

Außer den zuvor genannten Legierungen finden sich im Stand der Technik Hinweise auf einige weitere Legierungen mit besonderer Eignung für auf Gleitverschleiß beanspruchte Motorenteile. Allen diesen Legierungen gemeinsam ist die geschilderte, metallurgisch bedingte Problematik der nicht immer gleichmäßigen Verteilung der funktionswichtigen tragen­ den Si-Kristalle.In addition to the above-mentioned alloys, the stand the technique references to some other alloys particularly suitable for those subject to sliding wear Engine parts. Common to all of these alloys described, metallurgical-related problems of the always wear an even distribution of the functionally important ones the Si crystals.

DE-A-41 03 934 beschreibt eine Al-Legierung mit 3-7% Ni; 1,5-6% Cu und <9% Si (bevorzugt 9-14% Si), also mit Siliziumgehalten bis weit in den untereutektischen Bereich. Aus Schmelzen von Legierungen mit derart niedrigem Si-Gehalt kann sich Si erst im ternären Eutektikum ausscheiden, d. h. es wird nicht zur Ausbildung der gewünschten großen Si- Tragkristalle kommen.DE-A-41 03 934 describes an Al alloy with 3-7% Ni; 1.5-6% Cu and <9% Si (preferably 9-14% Si), i.e. with  Silicon levels far into the hypoeutectic range. From melting alloys with such a low Si content can you only excrete in the ternary eutectic, d. H. it is not used to train the desired large si Crystals come.

Die in US 4,681,736 beanspruchten Aluminiumlegierungen mit einem Ni-Gehalt von 5,2 bis 5,8 Gew.-% und vorgegebenen Si- Gehalten von 15,5 bis 16,5 Gew.-% führen zur Ausscheidung von Primär-Si als erster Phase und damit zu den beschriebenen Ungleichmäßigkeiten im Gefüge.The aluminum alloys claimed in US 4,681,736 a Ni content of 5.2 to 5.8% by weight and predetermined Si Levels of 15.5 to 16.5% by weight lead to the excretion of Primary Si as the first phase and thus to those described Irregularities in the structure.

Es gibt zwar einen technisch bewährten Weg, Aluminiumlegie­ rungen mit harten, tragenden Gefügebestandteilen in gleichmä­ ßiger, feiner Verteilung zu erzeugen, die Pulvermetallurgie, wobei Teile entweder durch Sintern oder Sprühkompaktieren feinster Legierungspartikel hergestellt werden. Der Haupt­ nachteil dieser Technologie liegt in den damit verbundenen hohen Kosten.There is a technically proven way, aluminum alloy with hard, load-bearing structural components in equal measure to produce a finer, finer distribution, the powder metallurgy, parts being compacted either by sintering or spraying finest alloy particles can be produced. The head The disadvantage of this technology lies in the associated high costs.

Auch für separat hergestellte Zylinderbuchsen, die in Motor­ blöcke aus leichter verarbeitbaren Legierungen eingesetzt oder eingegossen werden, sind im Stand der Technik die Legie­ rungen der Wahl wieder die übereutektischen AlSi-Legierungen. Die gießtechnischen Probleme sind bei der Herstellung einzel­ ner Buchsen zwar geringer als beim Gießen kompletter Motor­ blöcke, grundsätzlich bleibt aber das Ziel einer gleichmäßi­ gen Primär-Si-Verteilung im Gefüge auch beim Gießen separater Buchsen bisher schwer erreichbar.Also for separately manufactured cylinder liners in the engine blocks made of easier-to-process alloys are used or cast in are the Legie in the prior art the hypereutectic AlSi alloys. The casting problems are single in the manufacture ner bushings less than when casting a complete engine blocks, but basically the goal remains an even primary Si distribution in the structure also when casting separate Sockets difficult to reach so far.

[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aluminiumguß­ legierung zur Verfügung zu stellen, die hohe Warmfestigkeit und gutes Gleitverschleißverhalten in sich vereinigt, die metallurgischen Probleme der ungleichmäßigen Verteilung harter Gefügebestandteile aber vermeidet, außerdem gut zer­ spanbar ist und insgesamt eine kostengünstige Herstellung von Motorblöcken für Kfz-Motore oder Teilen davon, insbesondere von Zylinderbuchsen ermöglicht. The invention has for its object an aluminum casting alloy to provide the high heat resistance and good sliding wear behavior combined, which metallurgical problems of uneven distribution hard structural components, however, also avoids good disintegration is machinable and overall an inexpensive manufacture of Engine blocks for automotive engines or parts thereof, in particular of cylinder liners.  

Es hat sich bei Untersuchungen gezeigt, daß übereutektische Al-Si-Legierungen mit zumindest Nickel als weitere Legie­ rungskomponente die Si-Kristalle in gleichmäßiger Verteilung ausbilden, wenn bei der Erstarrung als erste Phase aus der Schmelze nicht Si-Kristalle ausscheiden sondern die Phase Al3Ni.It has been shown in studies that hypereutectic Al-Si alloys with at least nickel as a further alloying component form the Si crystals in a uniform distribution if, during solidification as the first phase, it is not Si crystals that separate from the melt but the phase Al 3 Ni.

Die Erfindung stellt somit eine Al-Ni-Si-Legierung zur Verfü­ gung, worin Si-Kristalle gleichmäßig verteilt in einer Al3Ni- Phase enthaltenden Matrix vorliegen.The invention thus provides an Al-Ni-Si alloy in which Si crystals are uniformly distributed in a matrix containing Al 3 Ni phase.

Dadurch, daß diese Si-Kristalle schon bei ihrer Entstehung von Al3Ni-Nadeln umgeben waren, blieben sie am Ort ihrer Entstehung fixiert, so daß Agglomerationen infolge von Seige­ rungen oder Verdrängungen durch andere Erstarrungsfronten ausgeschlossen waren. Fig. 5 zeigt in 50facher Vergrößerung die gleichmäßige Verteilung der Al3Ni-Phasen und des Primär- Si. Selbst in 200facher Vergrößerung, Fig. 6, stellt sich das Gefüge mit gleichmäßig verteilten Si-Kristallen dar.Because these Si crystals were already surrounded by Al 3 Ni needles when they were formed, they remained fixed at the place where they were formed, so that agglomerations due to segregation or displacement by other solidification fronts were excluded. Fig. 5 shows the uniform distribution of Al shows in 50X 3 Ni-phase and of the primary Si. Even in 200x magnification, Fig. 6, the structure is shown with evenly distributed Si crystals.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung der Legierungen bewirkt, daß sich aus einer Schmelze dieser Legierung im Verlauf der Erstarrung als erste Phase Al3Ni ausscheidet, im weiteren Verlauf das aus Al3Ni + Si gebildete binäre Eutektikum und abschließend das ternäre Eutektikum aus Al3Ni + Si + Al. Hierbei kommt es zur Ausbildung einer Gefügestruktur, worin Si-Kristalle gleichmäßig verteilt in einer Al3Ni-Phase ent­ haltenden, nadelfilzartigen Matrix vorliegen.The composition of the alloys according to the invention causes Al 3 Ni to separate from a melt of this alloy in the course of solidification as the first phase, in the further course the binary eutectic formed from Al 3 Ni + Si and finally the ternary eutectic made of Al 3 Ni + Si + Al. This results in the formation of a microstructure in which Si crystals are present in a needle felt-like matrix containing evenly distributed in an Al3Ni phase.

Die aus und mit weiteren, z. T. optionalen Legierungskomponen­ ten gebildeten intermetallischen Verbindungen wie Mg2Si, CuAl2, FeAl3, die sich in dem geschilderten Erstarrungsablauf des Systems Al-Ni-Si einfügen, stören die Ausbildung und Verteilung der Si-Kristalle nicht, so daß sie in dieser Hinsicht außer Betracht bleiben können. The from and with others, e.g. T. optional alloy components formed intermetallic compounds such as Mg 2 Si, CuAl 2 , FeAl 3 , which fit into the described solidification process of the Al-Ni-Si system, do not interfere with the formation and distribution of the Si crystals, so that they are in it Considerations can be disregarded.

Das obige Erstarrungsverhalten während der Abkühlung und die dadurch erhaltene, gewünschte Gefügestruktur läßt sich allein durch geeignete Wahl des Gehalts an Silizium und Nickel in einer übereutektischen Al-Ni-Si-Legierung steuern. Hierzu sind die drei Komponenten Al, Si, Ni so zu wählen, daß die Zusammensetzung der Legierung im Dreistoffsystem Al-Si-Ni innerhalb des Feldes liegt, dessen Eckkoordinaten A, B, C und D (siehe Fig. 1) definiert werden durch
The above solidification behavior during cooling and the desired structural structure obtained thereby can be controlled solely by a suitable choice of the silicon and nickel content in a hypereutectic Al-Ni-Si alloy. For this purpose, the three components Al, Si, Ni are to be selected so that the composition of the alloy in the three-substance system Al-Si-Ni lies within the field, the corner coordinates of which A, B, C and D (see FIG. 1) are defined by

A: 12 Gew.-% Si/6,5 Gew.-% Ni
B: 17 Gew.-% Si/7,5 Gew.-% Ni
C: 12 Gew.-% Si/12 Gew.-% Ni
D: 17 Gew.-% Si/12 Gew.-% Ni.
A: 12 wt% Si / 6.5 wt% Ni
B: 17 wt% Si / 7.5 wt% Ni
C: 12 wt% Si / 12 wt% Ni
D: 17 wt% Si / 12 wt% Ni.

Der Siliziumgehalt und der Nickelgehalt in der Al-Ni-Si- Legierung ist somit nicht unabhängig von einander zu wählen, sondern muß den folgenden Bedingungen genügen:
The silicon content and the nickel content in the Al-Ni-Si alloy must therefore not be selected independently of one another, but must meet the following conditions:

  • a) Si: 12 bis 17 Gew.-%;a) Si: 12 to 17% by weight;
  • b) Ni: (4, 1 + 0,2[Si]) bis 12 Gew.-%.b) Ni: (4, 1 + 0.2 [Si]) to 12% by weight.

Den Rest bildet im wesentlichen das Basiselement Al, gegebe­ nenfalls zusammen mit weiteren optionalen Komponenten und unvermeidlichen Verunreinigungen. Diese Bedingungen geben auf mathematische Weise das oben beschriebene Feld ABCD im Pha­ sendiagramm des Dreistoffsystems Al-Si-Ni gemäß Fig. 1 wieder. Fig. 1 zeigt die Liquidusflächen mit Angabe der primär kristallisierenden Phasen.The rest is essentially the basic element Al, possibly together with other optional components and inevitable impurities. These conditions represent in a mathematical manner the ABCD field described above in the phase diagram of the three-substance system Al-Si-Ni according to FIG. 1. Fig. 1 shows the liquidus areas with details of the primary crystallizing phases.

Ein bevorzugtes Zusammensetzungsfeld ist durch einen maxima­ len Nickelgehalt von 9 Gew.-% nach oben begrenzt (schraffiertes Feld in Fig. 1), besonders bevorzugt 7,5 bis 9 Gew.-%. Der Si-Gehalt beträgt bevorzugt 12 bis 15 Gew.-%. Außer den genannten Hauptkomponenten kann die erfindungsge­ mäße Legierung zur weiteren Steigerung der Festigkeit Zu­ schläge von Kupfer, Magnesium, Mangan, Eisen und Titan sowie Bor und Phosphor als Feinungsmittel in einer Gesamtmenge von bis zu 8 Gew.-% enthalten. Die Gesamtmenge an unvermeidlichen Verunreinigungen soll <1 Gew.-% liegen. Bevorzugt sind Al- Ni-Si-Legierungen mit den in der folgenden tabellarischen Zusammensetzung genannten Toleranzen an Nebenkomponenten:
A preferred composition field is limited by a maximum nickel content of 9% by weight (hatched field in FIG. 1), particularly preferably 7.5 to 9% by weight. The Si content is preferably 12 to 15% by weight. In addition to the main components mentioned, the alloy according to the invention can contain additions of copper, magnesium, manganese, iron and titanium as well as boron and phosphorus as a fine agent in a total amount of up to 8% by weight to further increase the strength. The total amount of inevitable impurities should be <1% by weight. Al-Ni-Si alloys with the tolerances on secondary components mentioned in the following table composition are preferred:

  • a) Cu: 0,5 bis 5 Gew.-%a) Cu: 0.5 to 5% by weight
  • b) Mg: 0,5 bis 1,5 Gew.-%b) Mg: 0.5 to 1.5% by weight
  • c) P: 10 bis 200 ppmc) P: 10 to 200 ppm
  • d) Mn: 0 bis 1 Gew.-%d) Mn: 0 to 1% by weight
  • e) Ti: 0 bis 0,3 Gew.-%e) Ti: 0 to 0.3% by weight
  • f) Fe: 0 bis <1,0 Gew.-%f) Fe: 0 to <1.0% by weight
  • g) B: 0 bis 200 ppm.g) B: 0 to 200 ppm.

Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Al-Ni-Si- Legierungen mit dem folgenden Gehalt an Nebenkomponenten
Al-Ni-Si alloys according to the invention with the following content of secondary components are particularly preferred

  • a) Cu: 0,5 bis 4, 0 Gew.-%a) Cu: 0.5 to 4.0% by weight
  • b) Mg: 0,5 bis 1,0 Gew.-%b) Mg: 0.5 to 1.0% by weight
  • c) P: 30 bis 100 ppmc) P: 30 to 100 ppm
  • d) Mn: 0 bis 0, 4 Gew.-%d) Mn: 0 to 0.4% by weight
  • e) Ti: 0,1 bis 0,2 Gew.-%e) Ti: 0.1 to 0.2% by weight
  • f) Fe: 0 bis 0,5 Gew.-%f) Fe: 0 to 0.5% by weight
  • g) B: 50 bis 100 ppm.g) B: 50 to 100 ppm.

Innerhalb des gesamten beanspruchten Bereichs von 0,5 bis 5,0 Gew.-% für Cu wird ein bevorzugter Bereich von 0,5 bis 1,5 Gew.-% als Variante I ausgewiesen, ein zweiter bevorzugter Bereich von 2,0 bis 4,0 Gew.-% als Variante II. Eine Legie­ rung der Variante I läßt sich leichter vergießen, eine Legie­ rung der Variante II erreicht höhere mechanische Festigkeit und insbesondere höhere Härte. Je nach Anwendungsfall wird man bevorzugt zwischen diesen beiden Varianten wählen.Within the entire claimed range of 0.5 to 5.0 % By weight for Cu becomes a preferred range of 0.5 to 1.5 % By weight shown as variant I, a second preferred Range from 2.0 to 4.0% by weight as variant II. An alloy Variant I is easier to shed, an alloy Version II achieves higher mechanical strength and especially higher hardness. Depending on the application one prefers to choose between these two variants.

Legierungen aus dieser Gruppe können zu kompletten Motorblöc­ ken oder Teilen davon vergossen werden, auch wenn dies bei kompletten Blöcken schwierig ist und diese schwer zu bearbei­ ten sind. Aufgrund der Beeinträchtigung des Fließverhaltens der erfindungsgemäßen Legierungen verursacht durch den hohen Nickelgehalt, ist es für die industrielle Praxis vorteilhaft, separate Buchsen aus ihnen vorzufertigen und diese dann in den Motorblock aus leicht gießbaren und gut bearbeitbaren Al- Legierungen einzugießen. Das bevorzugte Gießverfahren des Motorblocks ist dabei das Druckgießen.Alloys from this group can be used to complete engine blocks parts or parts of it, even if this is the case complete blocks is difficult and difficult to process are. Due to the impairment of the flow behavior of the alloys according to the invention caused by the high Nickel content, it is advantageous for industrial practice  prefabricate separate bushings from them and then in the engine block made of easily castable and easily machinable aluminum Pour alloys. The preferred casting process of the The engine block is die casting.

Zylinderbuchsen aus der erfindungsmäßen Legierung haben nicht nur ein gutes Verschleißverhalten, sie zeichnen sich auch durch gute Bearbeitbarkeit aus. Bei der Herstellung der Buchsen können alle bekannten Gießverfahren angewendet wer­ den, einschließlich Stranggießen mit nachfolgendem Strang­ pressen.Cylinder liners made of the alloy according to the invention do not have just good wear behavior, they also stand out through good workability. When producing the Bushings can be used for all known casting processes den, including continuous casting with subsequent strand press.

VergleichsbeispielComparative example

Fig. 2 zeigt das Schliffbild in 50facher Vergrößerung einer Al-Legierung mit 14 Gew.-% Si, 5 Gew.-% Cu, 2,5 Gew.-% Ni und 0,8 Gew.-% Mg. Deutlich erkennbar sind die entmischten Berei­ che ohne Primär-Si und die daraus resultierende ungleichmäßi­ ge Verteilung der Gefügestruktur. Fig. 3 zeigt ein Schliff­ bild der Al-Legierung aus Fig. 2 in 200facher Vergrößerung. Fig. 2 shows the micrograph in magnification of 50 times of an Al alloy with 14 wt .-% of Si, 5 wt .-% of Cu, 2.5 wt .-% Ni and 0.8 wt .-% Mg. Clearly visible are the segregated areas without primary Si and the resulting uneven distribution of the microstructure. Fig. 3 shows a micrograph of the Al alloy from Fig. 2 in 200 times magnification.

ReferenzbeispielReference example

Fig. 4 zeigt das Schliffbild einer Si-freien Al-Legierung mit 8 Gew.-% Ni; 0,5 Gew.-% Cu und 0,5 Gew.-% Mg. Man sieht die dendritisch bis nadelförmige Ausbildung der primär ausge­ schiedenen Phase Al3Ni eingebettet in die eutektische Grund­ masse aus Al-Mischkristall + Al3Ni. Fig. 4 shows the micrograph of a Si-free Al alloy with 8 wt .-% Ni; 0.5% by weight of Cu and 0.5% by weight of Mg. One can see the dendritic to needle-shaped formation of the primarily separated phase Al 3 Ni embedded in the eutectic base material made of Al mixed crystal + Al 3 Ni.

Beispielexample

Der gleichen Legierung wie im Referenzbeispiel wurden 12 Gew.-% Si zulegiert. Man erhielt die in den Fig. 5 (Vergrößerung 50fach) und 6 (Vergrößerung 200fach) gezeigte Gefügeausbildung: gleichmäßig verteilt in dem wieder primär ausgeschiedenen Nadelfilz der Phase Al3Ni befinden sich im Anschliff polygonal erscheinende Si-Kristalle. Diese haben sich während der anschließend an die Al3Ni Primärkristallisa­ tion erfolgten binär-eutektischen Kristallisation Al3Ni + Si ausgebildet.The same alloy as in the reference example was alloyed with 12% by weight of Si. The microstructure shown in FIGS . 5 (magnification 50 times) and 6 (magnification 200 times) was obtained: evenly distributed in the needle felt of phase Al 3 Ni, which was primarily excreted again, are polygonal-appearing Si crystals. These formed during the binary-eutectic crystallization Al 3 Ni + Si that followed the Al 3 Ni primary crystallization.

Claims (14)

1. Al-Ni-Si-Legierung, worin Si-Kristalle gleichmäßig ver­ teilt in einer Al3Ni-Phase enthaltenden Matrix vorliegen.1. Al-Ni-Si alloy in which Si crystals are evenly distributed in a matrix containing Al 3 Ni phase. 2. Al-Ni-Si-Legierung gemäß Anspruch 1 mit der Zusammenset­ zung:
  • a) Si: 12 bis 17 Gew.-%;
  • b) Ni: (4, 1 + 0,2[Si]) bis 12 Gew.-%;
  • c) eines oder mehrere der Elemente ausgewählt aus Cu, Mg, Mn, Fe, Ti, B und P in einer Gesamtmenge von 0,5 bis 8 Gew.-%;
  • d) unvermeidliche Verunreinigungen in einer Gesamtmenge von <1 Gew.-%;
  • e) Rest Al.
2. Al-Ni-Si alloy according to claim 1 with the composition:
  • a) Si: 12 to 17% by weight;
  • b) Ni: (4, 1 + 0.2 [Si]) to 12% by weight;
  • c) one or more of the elements selected from Cu, Mg, Mn, Fe, Ti, B and P in a total amount of 0.5 to 8% by weight;
  • d) inevitable impurities in a total amount of <1 wt .-%;
  • e) rest Al.
3. Al-Ni-Si-Legierung gemäß Anspruch 2, worin der Gehalt an Si 12 bis 15 Gew.-% beträgt.3. Al-Ni-Si alloy according to claim 2, wherein the content of Si is 12 to 15% by weight. 4. Al-Ni-Si-Legierung gemäß Anspruch 2, worin der Gehalt an Ni maximal 9 Gew.-% beträgt.4. Al-Ni-Si alloy according to claim 2, wherein the content of Ni is a maximum of 9% by weight. 5. Al-Ni-Si-Legierung gemäß Anspruch 4, worin der Gehalt an Ni 7, 5 bis 9 Gew.-% beträgt.5. Al-Ni-Si alloy according to claim 4, wherein the content of Ni is 7.5 to 9% by weight. 6. Al-Ni-Si-Legierung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Anteil an folgenden Elementen:
  • a) Cu: 0,5 bis 5 Gew.-%
  • b) Mg: 0,5 bis 1,5 Gew.-%
  • c) P: 10 bis 200 ppm
  • d) Mn: 0 bis 1 Gew.-%
  • e) Ti: 0 bis 0,3 Gew.-%
  • f) Fe: 0 bis 1,0 Gew.-%
  • g) B: 0 bis 200 ppm.
6. Al-Ni-Si alloy according to at least one of claims 1 to 5, with a proportion of the following elements:
  • a) Cu: 0.5 to 5% by weight
  • b) Mg: 0.5 to 1.5% by weight
  • c) P: 10 to 200 ppm
  • d) Mn: 0 to 1% by weight
  • e) Ti: 0 to 0.3% by weight
  • f) Fe: 0 to 1.0% by weight
  • g) B: 0 to 200 ppm.
7. Al-Ni-Si-Legierung gemäß Anspruch 6, mit einem Anteil an folgenden Elementen:
  • a) Cu: 0, 5 bis 4,0 Gew.-%
  • b) Mg: 0,5 bis 1,0 Gew.-%
  • c) P: 30 bis 100 ppm
  • d) Mn: 0 bis 0,4 Gew.-%
  • e) Ti: 0,1 bis 0,2 Gew.-%
  • f) Fe: 0 bis 0,5 Gew.-%
  • g) B: 50 bis 100 ppm.
7. Al-Ni-Si alloy according to claim 6, with a proportion of the following elements:
  • a) Cu: 0.5 to 4.0% by weight
  • b) Mg: 0.5 to 1.0% by weight
  • c) P: 30 to 100 ppm
  • d) Mn: 0 to 0.4% by weight
  • e) Ti: 0.1 to 0.2% by weight
  • f) Fe: 0 to 0.5% by weight
  • g) B: 50 to 100 ppm.
8. Al-Ni-Si-Legierung gemäß Anspruch 6 oder 7, mit einem Anteil an Cu von 0,5 bis 1,5 Gew.-%.8. Al-Ni-Si alloy according to claim 6 or 7, with a Cu content of 0.5 to 1.5% by weight. 9. Al-Ni-Si-Legierung gemäß Anspruch 6 oder 7, mit einem Anteil an Cu von 2,0 bis 4,0 Gew.-%.9. Al-Ni-Si alloy according to claim 6 or 7, with a Cu content from 2.0 to 4.0% by weight. 10. Gußprodukt aus einer Al-Ni-Si-Legierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9.10. Cast product from an Al-Ni-Si alloy according to at least one of claims 1 to 9. 11. Gußprodukt nach Anspruch 10, in Form eines Motorblocks für Kfz-Motore oder eines Teils davon.11. Cast product according to claim 10, in the form of an engine block for automotive engines or a part thereof. 12. Gußprodukt nach Anspruch 10, in Form einer Zylinderlauf­ buchse.12. Cast product according to claim 10, in the form of a cylinder barrel rifle. 13. Gußprodukt nach Anspruch 10, in Form eines Motorkolbens.13. Cast product according to claim 10, in the form of an engine piston. 14. Verwendung einer Al-Ni-Si-Legierung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, zur Herstellung eines Gußprodukts in Form eines Motorblocks für Kfz-Motore, einer Zylinder­ laufbuchse oder eines Motorkolbens.14. Use of an Al-Ni-Si alloy according to at least one of claims 1 to 9 for the manufacture of a cast product in the form of an engine block for automotive engines, a cylinder liner or an engine piston.
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