SE505823C2 - Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ - Google Patents

Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ

Info

Publication number
SE505823C2
SE505823C2 SE9503523A SE9503523A SE505823C2 SE 505823 C2 SE505823 C2 SE 505823C2 SE 9503523 A SE9503523 A SE 9503523A SE 9503523 A SE9503523 A SE 9503523A SE 505823 C2 SE505823 C2 SE 505823C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
phase
precipitation
phases
solidification
alloy
Prior art date
Application number
SE9503523A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9503523L (sv
SE9503523D0 (sv
Inventor
Lennart Baeckerud
Lars Arnberg
Guocai Chai
Original Assignee
Opticast Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Opticast Ab filed Critical Opticast Ab
Priority to SE9503523A priority Critical patent/SE505823C2/sv
Publication of SE9503523D0 publication Critical patent/SE9503523D0/sv
Priority to BR9610978-5A priority patent/BR9610978A/pt
Priority to EP96935672A priority patent/EP0859868B1/en
Priority to CA002234094A priority patent/CA2234094A1/en
Priority to AU73498/96A priority patent/AU703703B2/en
Priority to JP9514976A priority patent/JPH11513439A/ja
Priority to PCT/SE1996/001254 priority patent/WO1997013882A1/en
Priority to ES96935672T priority patent/ES2145489T3/es
Priority to DE69606060T priority patent/DE69606060T2/de
Priority to US09/043,296 priority patent/US6267829B1/en
Publication of SE9503523L publication Critical patent/SE9503523L/sv
Publication of SE505823C2 publication Critical patent/SE505823C2/sv
Priority to NO981582A priority patent/NO981582L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C22C21/04Modified aluminium-silicon alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

505 823 i 2 bok anges detaljerade uppgifter om komposition av morfologi och järn innehållande metalliska faser i samband med Al-Fe-Mn-Si-systemet.
De två huvudtypema som uppträder i Al-Si gjutlegeringar är fasen avAl5FeSi-typ och fasen av Al15-Fe3Si2-typ. Vidare kan en fas av AlgFegSi-typ bildas. Dessa intennetalliska faser behöver inte vara stökiometiska faser, de kan ha samma varia- tion i komposition och också innefatta ytterligare element såsom Mn och Cu. Spe- ciellt Al15Fe3Si2 kan innehålla väsentliga mängden Mn och Cu och kan därför representeras av formeln (Al, Cu)15(Fe,Mn)3Si2.
Emellertid föredrages av skrivtelcriiska skäl de förenklade formlema Al15Fe3Si2, AlgFezSi och Al5FeSi i det följande. Följaktligen bör förstås att skillnaden i kom- position och stökiomeni hos fasema faktiskt täcks av de förenklade formlema.
Fasen av Al5FeSi-typ eller beta-fasen, har en monoklinisk kristallin struktur, en íjällilmande morfologi och är spröd. Fjällen kan ha en utsträckning av åtskilliga mm och uppenbarar sig som nålar i mikroskopiska sektioner.
AlgFezSi-typfasen har hexagonal loistallsuuktur och beroende på fällningsvillkoren kan denna fas ha en fasetterad, sferoidal eller dendritisk morfologi.
Fasen av A115Fe3 Sig-typ (ofta kallad alfa-fas) har en kubisk lcristallsüuktur och kompakt morfologi, huvudsakligen i form av ”kinesiska tecken”.
I Al-Fe-Mn-Si-systemet finns tre fasen som representeras i Si-FeAlg-hfíriAló-jäm- viktsfasdiagrammet, beskrivet av Mondolfo, fig 1. Det kan noteras att intermetalliska föreningar av A11 5Fe3 Sig-typ kan noteras (Fe,Mn)3Si2Al15 i denna figur. Punkt A representerar en komposition av en gjutlegering av konventionell A3 80-typ och kan ses som den ursprungliga kompositionen, som ligger i (Fe,Mn)3Si2Al15-ornrådet.
Stelningen av en sådan legering börjar i typiskt fall med fállníng av aluminium- 3 E05 825 dendriter och, under stelningsförloppet, av dendritisk vätska som successivt anrikas på järn och kisel. Som ett resultat börjar intermetalliska faser av Al 15Fe3Si2-typ att utfallas (representerade av Fe,Mn)3Si2Al15 i detta diagram). Fe och Mn förbrukas beroende på derma reaktion. Vätskan rör sig mot Al5FeSi-området och börjar samut- fälla stora flak av Al5FeSi-typ-fas till dess vätskans koncentration på den eutektiska kompositionen vid punkten M i fasdiagrammet där den huvudsakliga eutektiska reak- tionen sker. För ytterligare detaljer i stelningen av kommersiella aluminiumgiutlege- ringar hänvisas till Bäckerud och medarbetares ”Solidification Characteristics of Aluminium Alloys”, Vol. 2, gjutlegeringar, AFS/Skanaluminium, 1990.
Som redan påpekats är de primära flakformiga beta-fasema av Al5FeSi-typ den mest skadliga järninnehållande intermetalliska fasen i aluminiurnlegeringama beroende på sin morfologi. De stora betafasflaken har rapporterats minska: duktiliteten, för- längningen, slaghållfastheten, draghållfastheten, den dynamiska brottsegheten och slagsegheten. Efiekten har tillskrivits: lättare hålrumsbildning, sprickbildning av fla- ken och mikroporositet orsakad av de stora betafasflaken. Dessutom har de grova betafasflaken rapporterats påverka matning och giutbarhet och därvid öka porosite- ten. Den kanske mest viktiga effekten av flaken för många industriella tillämpningar är att de ger upphov till rnikroporositet vilken är den mest sannolika orsaken till sprickbildning.
I en sammanfattning kan man påpeka att den ökade jämhalten kan resultera i en oväntad bildning av skadliga flakformiga beta-fas. Beta-fasen bildas över ett kritiskt järninnehåll, och orsakar bl a en drastisk minskning av de mekaniska egenskapema.
Följaktligen var tidigare mycket arbete inriktas på möjligheten att undvika bildning av beta-fas.
Tidigare kända förfaranden fór att minska bildning av beta-fas kan grupperas i föl- jande fyra typer. 1. Kontroll av jäminnehållet. 505 823 4 2. Fysiskt avlägsnande av järn. 3. Kemisk neutrlisering. 4. Termisk inverkan.
Den första metoden är baserad på en noggrann kontroll av använt råmaterial, (t ex skrot med låg järnhalt) eller utspädning med rent primärt aluminium. Detta förfa- rande är mycket dyrbart och begränsar användningen av recirkulerat aluminium.
Det andra förfarandet hänför sig till svetssmältning och sedimentering av järnrik in- termetallisk fas genom en s k slamning. Detta resulterar emellertid för båda förfaran- dena av en väsentligt aluniiniurriförlust (omkring 10%) och är därför ekonomiskt oacceptabelt.
Kemisk neutralisering är än så länge den mest använda tekniken. Kemisk neutralise- ring har syfiet att inhibera flakmorfologi genom att befräma fállning av fasen av A115Fe3 Sig-typ, vilken har en kinesisk tecken-morfologi genom tillsats av ett neutra- liserande element. Tidigare har det mesta arbetet varit inriktat på användning av element, som Mn Cr, Co och Be. Emellertid är dessa tillsatser endast framgångsrika i begränsad utsträckning. Mn har använts oftast som element och är vanligt att ange %Mn > 0,5 (%F e). Emellertid är den mängd som krävs för att neutralisera Fe inte väl känd och flak av beta-fas kan inträffa även när %Mn > %Fe. Detta förfarande kan användas för att undertrycka bildning av beta-fas. Emellertid bör det noteras att den totala mängden av järninnehållande interrnetalliska partiklar ökar med ökande mängd tillsatt mangan. Creapeau har uppskattat att 3,3 vol-% intermetallisk fonn för varje vikt-% av totalt (%Fe+%Mn+°/<>Cr) med motsvarande sänkning av duktiliteten.
Dessutom är stora mängder av Mn dyrbara. Krom och Co har rapporterats verka på liknande sätt som Mn och hårda element lider av samma olägenheter som Mn. Be- ryllium fungerar på ett annat sätt och kombineras med järn bildning av Al4Fe2Be5, men tillsatsen av >0,4 % Be krävs vilket orsakar höga kostnader för tillsatsen och säkerhetsproblem i samband med hanterandet av Be emedan det är ett toxiskt ämne. 5 505 823 Sista förfarandet- termisk inverkan - kan genomföras på två sätt. Först genom över- hettning av smältan för gjutningen för att minska kämbildande partiklar som bildar skadliga fasema. Emellertid ökar väte och oxidinnehållet, processtid förbrukas och därmed ökade kostnader. En andra möjlighet är att öka kylningshastigheten i kombi- nation med tillsats av Mn. Genom att öka kylhastigheten kan mängden Mn som be- hövs drastiskt minskas. Emellertid begränsas denna teknik av olägenhetema vid ke- misk neutralisering med Mn genom att den är svår eller omöjlig att få in i en praktisk gjutprodulction, speciellt konventionell gjutning i sandfonnar och permanenta formar med sandkärnor.
Det är följaktligen ett ändamål med föreliggande uppfinning att föreslå ett altemativt förfarande för att undvika bildningen av skadlig flakliknande betafas i järninnehål- lande aluminiumlegeringar. Speciellt är det ett ändamål att föreslå ett förfarande som inte lider av ovan nämnda problem.
Enligt med föreliggande uppfinning uppnås detta med kännetecknen enligt krav 1.
En föredragen utföiingsform av förfarandet visas i beroende kraven 2-10. Kravet 11 definierar användning av termisk analys för att reglera morfologin av jäininnehål- lande intermetalliska fällningar i jäminnehållande aluminiumlegeringar enligt krav 1 och krav 12 definierar en föredragen utföringsfonn av kravet 11.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning baserat på upptäckten att fällningen av flalcformiga betafas av Al 5FeSi-typ kan undemyckas genom en primär fallning av hexagonal AlgFegSi-typ-fas. Närvaron av nämnda AlgFezSi-typ-fas resulterar i att när beta-fas utfälles den inte utvecklar den vanliga flakfonniga morfologin utan sna- rare kärnbildas på och täcker fasen av AlgFezSi-typ, vilken i sin tur är mindre skad- lig för morfologin.
Förfarandet enligt uppfinningen har en rad fördelar. Emedan utfállningen under stelningen kan regleras för undvikande av bildning av beta-fasflak behöver jäminne- hållet inte ökas. I uppenbar kontrast med konventionella förfaranden kan de tillåtliga 505 823 6 järninnehållet även ökas emedan jämet positivt påverkar fallningen av AlgFezSi-typ- fas. Som resultat härav kan billigare råmaterial användas. Beroende på det faktum att Mn-tillsatser kan undvikas minskas legeringskostnadema och duktiliteten ökar så länge den totala mängden järn innehållande intermetalliska partiklar reduceras.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas i samband med vissa exempel och med hän- visning till bifogade figur vilka: Fig 1 är en del av av ett Al-Fe-Mn-Si-system som beskrives av Mondolfo. Det visar Si-FeAl3fMnAlö-järnviktsfasdiagrarrirnet.
Fig 2 visade principiella resultat av termisk analys av en aluminiumlegering av A380-typ där stelningshastigheten (relativa hastigheten i fasövedöringarnaXdfs/dt) har representerats som en funktion av fast material (fs).
Fig 3 visar principiellt resultaten av en termisk analys av en borlegerad legering av A380-typ representerad på samma sätt som i fig 2.
Fig 3a visar resultatet fór reglering av kristallisationsvägen och Fig 3b visar resulta- tet efter tillsats av de fállningsregiilerande medlen (0,15%Ti och 0,02 %Sr).
Tennisk analys genomfördes for en aluminiumlegering av typ A380 med och utan tillsats av kristallisationsmodiñerande medel. Analysen av baslegeñngarna ges i ta- bell 1. 7 505 szz Tabell l: Kemisk sammansättning av baslegeringen A3 80 (i vikt-%).
Si 9,04 Mn 0,29 Fe 0,95 Cu 3,1 Cr 0,06 Mg 0,04 Zn 2,3 Ti 0,04 Ni 0,12 Sr <0,01 resten Al, bortsett från föroreningar.
Provet A representerar baslegeringen och provet B en legering till vilken Ti och Sr tillsats i en mängd av 0,1 % och 0,04 % respektive. Ti tillsättes nästan i form av en Al-5%Ti-0,6%B-legering och Sr i form av en AI-IOVOSr-legering, varvid den tidigare ger upphov till ett B-innehåll på 0,0l2% i smältan. Båda legeringama ligger inom området för (Fe,Mn)3Si_-;_Al15 i Si-FeAl3-MriAlg-jämviktsfasdiagrammet och repre- senteras av punkt A i Fig 1.
Omkring 1 kg legering smältes i en motståndsungn och hölls vid 800°C. Tillsatser gjordes och smältan hölls under 25 minuter vid denna temperatur. Därefter undersöktes stelningsförfarandet genom tennisk analys beskriven av Bäckerud et al i ”Solidificafion Characteristics of Aluminium Alloys”, AFA/Skanaluminiurn, Vol 1, 1986. Grafitdegeln íörhettades till 800°C, fylldes med smältan, placerades på en fiberfraxfilt täckt med en fiberfrax lock och tilläts kallna fiitt, vilket ledde till en kylhastighet på ca lK/s. Prov togs 10 mm över botten i degeln för metallografisk undersökning. 505 825 B 8 För att undersöka kärnbildningen och tillväxt-förfarandet för jäniinnehållande inter- metalliska faser, prov och kyldes också vatten vid speciella stelningstider.
Stelningsförfarandet analyserades genom konventionell termisk analys och beskrives i hänvisningen angiven ovan. Termiska analysdatapuppsamlades på en dator för att beräkna stelningshastigheten (dfs/dt) och andelen fast material (fs) i förhållande till tiden (t). Stelningsförfarandet representerades genom avsättning av stelningshastig- heten (i förhållande till den relativa hastigheten av fasbildningen) (dfs/dt) som en ftmktion av andelen fast material (fs). Kurva A (fig 2) härledde sig från stelningen av baslegeringen och kurva B är den av provet B, (0,1 %Ti och 0,04 %Sr tillsatt).
Stelningen av baslegeringen, kurva A följer schema: Reaktion 1 Bildning av ett dendritiskt nätverk Reaktion 2 Utfallning av AlMnF e innehållande faser Reaktion 3 Huvudeutektisk reaktion Reaktion 4 Bildning av komplexa eutektiska faser.
Den metallografiska undersökningen av niikrosnulcturen av prov A avslöjade både beta-fas av A15-FeSi-typ och Al15Fe3Si2-typ som järnirmehållande intennetalliska faser. I en polerad del visade sig flakliknande beta-fasen som långa nålar och A115- Fe3Si2-typfasen som kinesiska tecken. Stelningen av prov A kan beskrivas på föl- jande sätt med hänsyn till fig l där punkten 1 representerar legeringssammansätt- ningen: först utfálles en aluminiumdendriter och därefter börjar Al15Fe3Si2 att utfal- las. Mn och Fe förbrukas och punkten A rör sig mot AI5FeSi-oInrådet. Som ett resul- tat börjar Al5FeSi (beta-fas) att utiällas kort efier A115Fe3Si2-fasen. I fig 2 beteck- nas fállningen av primärt aluminium med Rl och fallningen av den intermetalliska fasen representeras av de två topparna i R2 området. 9 505 823 Stelningen av prov B följer kurvan B i fig 2. I detta fall kan noteras att inga toppar för reaktionen 2 kan observeras och att reaktionen 3 lördröjs. En detaljerad analys av data uppsarnlade under den termiska analysen visar att genom tillsatsema gjorda till provet 3 liquidustemperaturen stiger med ca 6 K (liquiduslinjen KM i fig 1 rör sig mot Al15Fe3Si2-området) och den huvudsaldiga eutektiska reaktionen fördröjs och inträfiar vid en lägre temperatur. Detta fórskjuter punkten A så att den befirmer sig inom eller nära AlgFegSi-området. Som ett resultat av den del av det fasta materialet (fs) som börjar med huvudeutektiska reaktionen (reaktion 3) ökar och i en polerad del av detta prov kan varken beta-fas av Al5FeSi-typ eller A11 5Fe3 Sig-fas identifie- ras. Den 'jämintermetalliska fas som utfálles identifierades som hexagonal fas av AlgFezSi-typ vilken uppträdde som små i huvudsak fasetterade partiklar. Kylexpe- riment visade att AlgFezSi-typ partiklar började utfállas vid praktiskt taget samma tidpunkt som utfállningen av dendritiskt aluminium. Denna fasetterade fas visade sig minska i storlek och förändra sin morfologi från fasetterat till sferoidal med ökad kylhastighet. Vid högre kylhastigheter blev de fasetterade partiklarna tämligen små och jämnt fördelade.
Alla termodynamiska och kinetiska faktorer som påverkar bildningen av den jäminnehållande intermetalliska fasen är inte kända i detalj. De antas emellertid att tillsats av en eller flera reglerande medel, gjorda i enlighet med föreliggande upp- finning fór att reglera laistallisationstillståndet, verkar på en eller flera av följande sätt på bildningen av fasen av AlgFeg-Si-typ: 1. Höjning i liquidustemperatur (Ti, Zr). 2. Sänlcning av den eutektiska temperaturen (t ex Sr). 3. Förskjuming av stanpunkten i fasdiagrarnrnet (Fe). 4. Inokulering av fasen av AlgFegSi-typ.
De första två punktema har redan diskuterats i samband med stelningen av prov B. 505 823 10 Den tredje mekanismen hänför sig huvudsakligen jäniirmehâllet i utgångslegeringen.
Stelningsinnehållet på två sätt; först genom att utgångspunkten i Si-FeAl3 -MnAló- jämviktsdiagrammet flyttas mot de järnrika hörnet i fasdiagrammet och för det andra, återstående interdendrifisk smälta anrikas mera i järnet beroende på segreation. Som ett resultat härav kommer smältan att först nå AlgFegSi-onirådet och orsaka en fasut- fällning av AlgFezSi-typ.
Slutligen är det plausibelt att komplexa boridfaser bildas i smältan, t ex som ett re- sultat av användningen av förlegeringar för legering och/eller komförfmande ända- mål. Dessa förlegeringar innehåller ofta borider vilka i sin tur är kända för att rea- gera med andra element i smältan (såsom Sr, Ca, Ni och Cu) under bildning av blan- dade boiidfaser. Som ett exempel, om Sr är närvarande i smältan kommer detta att reagera med boridpartiklama AIB2 eller TiBZ under bildningen blandade borider med ökade eellparanietrar i jämförelse med AlB2 eller TiB2. Som ett resultat härav minskar passningen mellan hexagonal fas av AlgFezSi-typ och mängden hexagonala borider minskar och följaktligen favoriseras kämbildning av fasen av AlgFezSi-typ på de blandade boridema.
Emellertid är den väsentliga upptäckten att fállningen av flakforrnade beta-fas av Al5FeSi-typ kan undertryckas genom primär utfallning av hexagonal fas av AlgFezSi-typ. Det anses att fállningen av beta-fas inte inhiberas av närvaron av nänmda fas av AlgFegSi-typ men att beta-fasen inte kan utveckla den vanliga flak- formiga morfologin emedan den kåmbildas och utfälles på basen av AlgFegSi-typ.
Följaktligen måste de järnirmehållande intermetalliska formerna antas ha en kärna av hexagonal fas av AlgFegSi-ßfp med ett skikt av monoklin beta-fas av Al5FeSi-typ.
Emedan morfologin av dessa ”duplex” intermetalliska partiklar styrs av fasen av AlgFegSi-typ bildas inga flak och porositeten i den stelnade strukturen kommer att väsentligt minskas. Följaktligen kommer de mekaniska egenskapema hos slutproduk- tema att iörbättras, speciellt utmattningshållfastheten. 11 505 823 Användningen av termisk analys för att reglera morfologin exemplifieras vidare med hänsyn till provet C vilket är en borlegerad (0,1 % B) legering av A380-typ. Ett prov av denna legering upptogs och analyserades genom termisk analys på samma sätt som tidigare beskrivits. Genom att analysera vid den termiska analysen, fig 3a, kan fällningen av beta-fas lätt bestämmas och man ktmde också bestämma att utfiillningen startade tidigt (t ex vid en lågt fastfas-innehåll). För att reglera fäll- ningsmönsnet under stelningen så att fällningen av järninnehållande interrnetalliska faser startar med uttällningen av den hexagonala fasen av AlgFezSi-typ tillsättes ett reglerande medel till smälta i en mängd av 0,15 % Ti och 0,02 % Sr. Fällnings- mönstret under stelningen undersöktes åter genom termisk analys, fig lb, varvid frånvaron av R2-topp och följaktligen primär beta-fas är uppenbar. Smältan utsattes sedan för gjuming.
Metallografiska prover togs från båda proven liksom slutprodukten och exarninera- des med standardiserad metallografïsk teknik. I de polerade området området på den icke korrigerade provet C observerades stora och långa nålar av beta-fas. När struk- turen emellertid undersöktes efter korrigering liksom den av slutprodukten krmde inga nålar av beta-fas observeras. Den järninnehållande intermetalliska fasen som utfälls förefaller som ett stort antal små fasetterade partiklar som är typiska för den fasen av AlgFegSi-typ.
Fastän termisk analys är ett föredraget förfarande för att undersöka stelningsmönstret och för att identifiera utfällnirig av beta-fas kan andra förfaranden användas be- roende på sådana lokala faktorer som: produktionsmetoder, tidbegränsningar och rådande förhållanden. Från de angivna exemplen är det uppenbart att fasen utfälles och morfologin kan identifieras med konventionella metallografiska undersökningar av stelnade prover. Följaktligen genom att analysera strukturen hos ett prov som har stelnat vid önskad stelningshasfighet, skulle det vara möjligt att undersöka morfolo- gin hos utfállda faser och därvid identifiera närvaron av beta-fas i snukturen, Villko- ren för lnistallisation kan korrigeras genom tillsats av flera modifieringselement Fe, 505 825 12 Ti, Zr, Sr, Na och Ba en eller flera gånger om så är nödvändigt för erhållande av det önskade stelningsmönstret. Emellertid tar detta regleringsiörfarande längre tid än termisk analys. Alternativt kan kemisk analys användas för att beräkna aktiviteten av element i smältan, läget för smältan i det aktuella fasdiagrammet, segreation för stelning. Dessa data kan användas ensamma eller i_ kombination med ett expert- system för beräkning av stelningsmönstret hos legeringen. Dessutom är tillsatsen nödvändig för att försäkra att utfállrringen av järnirmehâllande intennetallisk fas börjar med utfällning av den hexagonala fasen av AlgFezSi-typ kan eventuellt be- räknas fór den önskade stelningshastigheten. Emellertid för närvarande är inget så- dant system firllt utvecklat för att passa nu existerande gjutsystem.

Claims (12)

13 505 823 Patentkrav
1. Förfarande för framställning av en järninnehållande aluminiumlegering fii från primär flalcformad beta-fas av Al5FeSi-typ i den stelnade strukturen genom följande steg a) tillhandahålla en järninnehållande legering med en komposition inom följande gränser (i vikt-%): Si 6-14 Mn 0,05 - 1,0 Fe 0,4 - 2,0 åtminstone en av 1) Ti och/eller Zr 0,01 - 0,8 2) Sr och/eller (Na och/eller Ba) 0,005-O,5 eventuellt en eller flera av Cu 0 - 6,0 Cr 0 - 2,0 Mg 0 - 2,0 Zn 0 - 6,0 B 0 - 0,1 och resten Al, bortsett från föroreningar, b) styra och reglera utfällningsxnönstret under stelningen så att utfállningen av Fe- innehållande metalliska faser börjar med utfállning av den hexagonala fasen av AlgFegSi-typ genom bl) reglera villkoren för lcristallisationerna genom tillsats av en eller flera av Fe, Ti, Zr, Sr, Na och Ba inom de gränser som anges i steg a) och 505 823 14 b2) identifiera faser och/eller morfologi av faserna som utfalles under stelningen och om så är nödvändigt korrigera tillsatsen en eller flera gånger för erhållande av det önskade utfällningsmönstret och c) låta legeringen stelna med den önskade stelningshastigheten.
2. Förfarande enligt krav 1, kånnetecknat av att identifieringen av faserna och eller morfologin hos faserna som utfiilles under stelningen sker med åtminstone en metod bland följande: termisk analys, metallografiskt förfarande och numerisk berälming.
3. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att laistallisationsvillkoren i steg bl) regleras genom tillsats av Ti, företrädesvis 0,1 - 0,3 % Ti, och allra helst 0,15 - 0,25 % Ti.
4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kristallisa- tionsvillkoren i steg bl) regleras med en kombinerad tillsats av Ti och Sr, företrädes- vis 0,1 - 0,3 % Ti och 0,005 - 0,03 % Sr och allra helst 0,15 - 0,25 % Ti och 0,01 - 0,02 % Sr.
5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kristallisa- tionsvillkoren i steg bl) regleras genom tillsats av Fe, företrädesvis 0,5 - 1,5 % Fe, allra helst 0,5 - 1,0 % Fe.
6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att stelningshastig- heten är < 150 K/s, företrädesvis < 100 K/s och allra helst < 20 K/s.
7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kompositionen av den flytande legeringen ligger inom (Fe, Mn)3Si2Al15-området i i Si-FeA13- MnAló-jâmviktsfasdiagrammet. 15 505 823
8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att aluminiumle- geringens sammansättning ligger inom följande gränser (i vikt-%): Si 7-10 Mn 0,15-0,5 Fe 0,6-1,5 Cu 3-5
9. Förfarande enligt något av ßregående krav, kännetecknat av att aluminiumle- geringens sammansättning ligger inom löljande gränser (i vikt-%): Si 8,5-9,S Mn 0,2-0,4 Fe 0,8-1,2 Cu 3,0-3,4
10. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att elementen som reglerar lcristallisationsvillkoren tillsättes i form av törlegering, företrädesvis en legering innehållande partiklar med en hexagonal struktur, nänmda fórlegering före- trädesvis innehållande ett kärnbildande medel för AlgFeSig-fasen.
11. För-farande enligt krav 2, kännetecknat av att fasema och/eller morfologin hos fasema som utlälles under stelningen identifieras med användning av termisk analys.
12. Förfarande enligt krav ll, kännetecknat av att data från den termiska analysen användes för att reglera och kontrollera utfällningsmönstret under stelningen så att utfállningen av Fe innehållande intennetalliska faser böljar med utfâllning av hexa- gonala faser börjar med utfállning av den hexagonala fasen av AlgFegSi-typ.
SE9503523A 1995-10-10 1995-10-10 Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ SE505823C2 (sv)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503523A SE505823C2 (sv) 1995-10-10 1995-10-10 Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ
US09/043,296 US6267829B1 (en) 1995-10-10 1996-10-09 Method of reducing the formation of primary platelet-shaped beta-phase in iron containing alSi-alloys, in particular in Al-Si-Mn-Fe alloys
AU73498/96A AU703703B2 (en) 1995-10-10 1996-10-09 A method of reducing the formation of primary platlet-shaped beta-phase in iron containing AlSi-alloys, in particular in Al-Si-Mn-Fe alloys
EP96935672A EP0859868B1 (en) 1995-10-10 1996-10-09 A METHOD OF REDUCING THE FORMATION OF PRIMARY PLATLET-SHAPED BETA-PHASE IN IRON CONTAINING AlSi-ALLOYS, IN PARTICULAR IN Al-Si-Mn-Fe ALLOYS
CA002234094A CA2234094A1 (en) 1995-10-10 1996-10-09 A method of reducing the formation of primary platelet-shaped beta-phasein iron containing alsi-alloys, in particular in al-si-mn-fe alloys
BR9610978-5A BR9610978A (pt) 1995-10-10 1996-10-09 Método para reduzir a formação de fase beta em forma de plaqueta primária em ligas de alsi contendo ferro, em particular em ligas de al-si-mn-fe
JP9514976A JPH11513439A (ja) 1995-10-10 1996-10-09 鉄含有AlSi合金、特にAl−Si−Mn−Fe合金中の微小板形状の一次β相の形成を減少させる方法
PCT/SE1996/001254 WO1997013882A1 (en) 1995-10-10 1996-10-09 A METHOD OF REDUCING THE FORMATION OF PRIMARY PLATLET-SHAPED BETA-PHASE IN IRON CONTAINING AlSi-ALLOYS, IN PARTICULAR IN Al-Si-Mn-Fe ALLOYS
ES96935672T ES2145489T3 (es) 1995-10-10 1996-10-09 Un metodo para reducir la formacion de fase beta primaria, con forma de laminillas, en aleaciones de alsi que contienen hierro, en particular en aleaciones de al-si-mn-fe.
DE69606060T DE69606060T2 (de) 1995-10-10 1996-10-09 VERFAHREN ZUR REDUZIERUNG DER ENTSTEHUNG VON PLATTENFÖRMIGEN BETAPHASEN IN EISENENTHALTENDEN AlSi-LEGIERUNGEN, INSBESONDERE Al-Si-Mn-Fe-LEGIERUNGEN
NO981582A NO981582L (no) 1995-10-10 1998-04-07 FremgangsmÕte for Õ redusere dannelse av primµr plate-formet <beta>-fase i jerninneholdende AlSi-legeringer, sµrlig i Al-Si-Mn-Fe-legeringer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503523A SE505823C2 (sv) 1995-10-10 1995-10-10 Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9503523D0 SE9503523D0 (sv) 1995-10-10
SE9503523L SE9503523L (sv) 1997-04-11
SE505823C2 true SE505823C2 (sv) 1997-10-13

Family

ID=20399769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9503523A SE505823C2 (sv) 1995-10-10 1995-10-10 Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6267829B1 (sv)
EP (1) EP0859868B1 (sv)
JP (1) JPH11513439A (sv)
AU (1) AU703703B2 (sv)
BR (1) BR9610978A (sv)
CA (1) CA2234094A1 (sv)
DE (1) DE69606060T2 (sv)
ES (1) ES2145489T3 (sv)
NO (1) NO981582L (sv)
SE (1) SE505823C2 (sv)
WO (1) WO1997013882A1 (sv)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10002570B4 (de) * 1999-01-27 2005-02-03 Suzuki Motor Corp., Hamamatsu Thermisches Spritzmaterial, Struktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19925666C1 (de) * 1999-06-04 2000-09-28 Vaw Motor Gmbh Zylinderkopf- und Motorblockgußteil
GB2366531B (en) * 2000-09-11 2004-08-11 Daido Metal Co Method and apparatus for continuous casting of aluminum bearing alloy
JP2002144018A (ja) * 2000-11-02 2002-05-21 Yorozu Corp 軽量高強度部材の製造方法
JP4590784B2 (ja) * 2001-06-18 2010-12-01 アイシン精機株式会社 摺動部材および弁開閉時期制御装置
US20040166245A1 (en) * 2002-07-29 2004-08-26 Unionsteel Manufacturing Co., Ltd. Production method for aluminum alloy coated steel sheet
US7666353B2 (en) * 2003-05-02 2010-02-23 Brunswick Corp Aluminum-silicon alloy having reduced microporosity
US6923935B1 (en) 2003-05-02 2005-08-02 Brunswick Corporation Hypoeutectic aluminum-silicon alloy having reduced microporosity
US7087125B2 (en) * 2004-01-30 2006-08-08 Alcoa Inc. Aluminum alloy for producing high performance shaped castings
JP4665413B2 (ja) * 2004-03-23 2011-04-06 日本軽金属株式会社 高剛性・低線膨張率を有する鋳造用アルミニウム合金
US8083871B2 (en) 2005-10-28 2011-12-27 Automotive Casting Technology, Inc. High crashworthiness Al-Si-Mg alloy and methods for producing automotive casting
US20080041499A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Alotech Ltd. Llc Solidification microstructure of aggregate molded shaped castings
EP1997924B1 (de) * 2007-05-24 2009-12-23 ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH Warmfeste Aluminiumlegierung
CN101928903B (zh) * 2009-12-28 2012-06-06 江苏麟龙新材料股份有限公司 含铝-硅-锌-稀土-镁-铁-锰-铬的热浸镀合金及其制备方法
US20120027639A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Gibbs Die Casting Corporation Aluminum alloy for die casting
ES2507865T3 (es) 2010-12-28 2014-10-15 Casa Maristas Azterlan Método para obtener propiedades mecánicas mejoradas en moldeos de aluminio reciclado libres de fases beta con forma de plaqueta
KR101055373B1 (ko) * 2011-01-27 2011-08-08 지케이 주식회사 다이캐스팅용 알루미늄합금
JP6011998B2 (ja) 2012-12-25 2016-10-25 日本軽金属株式会社 Al−Fe−Si系化合物を微細化させたアルミニウム合金の製造方法
CN103184360B (zh) * 2013-04-23 2014-11-12 天津市慧德工贸有限公司 一种电动车车轮轮毂合金的制备工艺
US20160250683A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 GM Global Technology Operations LLC Secondary cast aluminum alloy for structural applications
BR102015013352B1 (pt) * 2015-06-09 2020-11-03 Talfer Inovação Em Processos De Fabricação Ltda camisas, blocos de motores e compressores em ligas de alumínio a partir do desenvolvimento de camadas endurecidas intermetálicas por solidificação controlada e processo empregado
EP3334850A4 (en) 2015-08-13 2019-03-13 Alcoa USA Corp. IMPROVED 3XX ALUMINUM MOLD ALLOYS, AND METHODS OF MAKING SAME
US10113504B2 (en) 2015-12-11 2018-10-30 GM Global Technologies LLC Aluminum cylinder block and method of manufacture
US11198925B2 (en) 2016-03-31 2021-12-14 Rio Tinto Alcan International Limited Aluminum alloys having improved tensile properties
US10604825B2 (en) 2016-05-12 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Aluminum alloy casting and method of manufacture
KR102657377B1 (ko) * 2016-11-23 2024-04-16 삼성전자주식회사 다이캐스팅용 알루미늄 합금
WO2019010284A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Novelis Inc. HIGH PERFORMANCE ALUMINUM ALLOYS HAVING HIGH QUANTITIES OF RECYCLED MATERIAL AND METHODS OF MAKING THE SAME
US20190185967A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-20 GM Global Technology Operations LLC Cast aluminum alloy for transmission clutch
CN108486426B (zh) * 2018-03-20 2019-11-15 山东交通职业学院 发动机缸盖及铸造方法
CA3105122C (en) 2018-07-23 2023-08-08 Novelis Inc. Highly formable, recycled aluminum alloys and methods of making the same
CN108998687B (zh) * 2018-07-25 2020-04-21 广东省材料与加工研究所 一种富铁相变质剂及其制备方法和变质方法
CN109338177A (zh) * 2018-11-13 2019-02-15 苏州仓松金属制品有限公司 一种AlSi10Mg系变质铝合金材料及其变质生产工艺
CN110904353A (zh) * 2018-12-13 2020-03-24 上海汇众汽车制造有限公司 亚共晶铝硅合金的变质细化方法
CN109680189B (zh) * 2019-01-31 2021-03-02 东莞市润华铝业有限公司 一种高塑性强抗压的铝型材及其制备工艺
CN109778027B (zh) 2019-03-22 2021-01-12 中信戴卡股份有限公司 一种高强度a356合金的制备方法
CN110904354B (zh) * 2019-11-12 2021-06-01 成都银河动力有限公司 利用高含铁量zl102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金
CA3172052A1 (en) * 2020-06-01 2021-12-09 Xinyan Yan Al-si-fe casting alloys
CN111876637B (zh) * 2020-07-08 2021-07-23 上海永茂泰汽车科技股份有限公司 一种耐热耐磨Al-Si-Cu-Ni铝合金及制备方法与应用
US11932923B2 (en) * 2020-09-29 2024-03-19 Ohio State Innovation Foundation Structural die cast aluminum alloys
CN113005340A (zh) * 2021-03-05 2021-06-22 四会市辉煌金属制品有限公司 一种高性能低成本压铸铝合金及其冶炼方法
JP2023054459A (ja) * 2021-10-04 2023-04-14 トヨタ自動車株式会社 アルミニウム合金材料及びその製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4104089A (en) * 1976-07-08 1978-08-01 Nippon Light Metal Company Limited Die-cast aluminum alloy products
US4193822A (en) * 1977-07-15 1980-03-18 Comalco Aluminium (Bellbay) Limited High strength aluminium base alloys
AU536976B2 (en) * 1980-09-10 1984-05-31 Comalco Limited Aluminium-silicon alloys
JP2506115B2 (ja) * 1987-07-11 1996-06-12 株式会社豊田自動織機製作所 シャ−切断性の良い高強度・耐摩耗性アルミニウム合金とその製造法
GB8724469D0 (en) * 1987-10-19 1987-11-25 Gkn Sheepbridge Stokes Ltd Aluminium-silicon alloy article
US5217546A (en) * 1988-02-10 1993-06-08 Comalco Aluminum Limited Cast aluminium alloys and method
WO1991002100A1 (en) * 1989-08-09 1991-02-21 Comalco Limited CASTING OF MODIFIED Al BASE-Si-Cu-Ni-Mg-Mn-Zr HYPEREUTECTIC ALLOYS
JP3378342B2 (ja) * 1994-03-16 2003-02-17 日本軽金属株式会社 耐摩耗性に優れたアルミニウム鋳造合金及びその製造方法
US5503689A (en) * 1994-04-08 1996-04-02 Reynolds Metals Company General purpose aluminum alloy sheet composition, method of making and products therefrom
US5571346A (en) * 1995-04-14 1996-11-05 Northwest Aluminum Company Casting, thermal transforming and semi-solid forming aluminum alloys

Also Published As

Publication number Publication date
EP0859868A1 (en) 1998-08-26
WO1997013882A1 (en) 1997-04-17
SE9503523L (sv) 1997-04-11
SE9503523D0 (sv) 1995-10-10
AU7349896A (en) 1997-04-30
DE69606060T2 (de) 2000-09-14
NO981582L (no) 1998-06-10
DE69606060D1 (de) 2000-02-10
ES2145489T3 (es) 2000-07-01
US6267829B1 (en) 2001-07-31
EP0859868B1 (en) 2000-01-05
BR9610978A (pt) 1999-12-28
JPH11513439A (ja) 1999-11-16
NO981582D0 (no) 1998-04-07
CA2234094A1 (en) 1997-04-17
AU703703B2 (en) 1999-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE505823C2 (sv) Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ
Easton et al. An analysis of the relationship between grain size, solute content, and the potency and number density of nucleant particles
Khalifa et al. Iron intermetallic phases in the Al corner of the Al-Si-Fe system
Belov et al. Iron in aluminium alloys: impurity and alloying element
Johnsson Grain refinement of aluminium studied by use of a thermal analytical technique
Patakham et al. Grain refinement mechanism in an Al–Si–Mg alloy with scandium
Jones et al. Factors affecting the grain-refinement of aluminum using titanium and boron additives
Zhang et al. Solidification microstructure of ZA102, ZA104 and ZA106 magnesium alloys and its effect on creep deformation
Nogita et al. Effects of boron on eutectic modification of hypoeutectic Al–Si alloys
GB2477744A (en) An aluminium-copper-titanium alloy comprising insoluble particles
WO1991002100A1 (en) CASTING OF MODIFIED Al BASE-Si-Cu-Ni-Mg-Mn-Zr HYPEREUTECTIC ALLOYS
EP0574514A4 (en) Master alloy hardeners
Zhu et al. A Novel Method for Improving Cast Structure of M42 High Speed Steel by Pressurized Metallurgy Technology
Tao et al. Effect of Y element on microstructure and hot tearing sensitivity of as-cast Al–4.4 Cu–1.5 Mg–0.15 Zr alloy
Telli et al. Effect of antimony additions on hardness and tensile properties of directionally solidified Al–Si eutectic alloy
EP2295608B1 (en) Aluminium-based grain refiner
Li et al. Influence of Nd on hot tearing susceptibility and mechanism of Mg-Zn-Y-Zr alloys
Jigajinni et al. Computer aided cooling curve analysis for Al-5Si and Al-11Si alloys
JP6900199B2 (ja) 鋳造用アルミニウム合金、アルミニウム合金鋳物製品およびアルミニウム合金鋳物製品の製造方法
CN110564991A (zh) 铝合金的制造方法
Konovalov et al. Bulk amorphous plate production by a casting process
Lan et al. Distributions of Sr and Fe and their influence on modification of hypoeutectic Al-Si alloy
Wang et al. Effect of Sc on As-Cast Microstructures and Mechanical Properties of Al-Si-Mg-Cu-Ti Alloys
Donahue et al. New hypoeutectic/hypereutectic die-casting alloys and new permanent mould casting alloys that rely on strontium for their die soldering resistance
Warr et al. The grain refinement of high-purity aluminum by aluminum-transition metal alloys