Effect of heat treatment and iron content on the microstructure and mechanical properties of a secondary Al-Si-Cu alloy
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau | |
| dc.contributor.referee | Brückner-Foit, Angelika (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Fehlbier, Martin (Prof. Dr.-Ing.) | |
| dc.date.accessioned | 2019-08-22T07:16:05Z | |
| dc.date.available | 2019-08-22T07:16:05Z | |
| dc.date.issued | 2019-05 | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-20190821637 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/11289 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights | Namensnennung-NichtKommerziell-KeineBearbeitung 3.0 Deutschland | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/ | * |
| dc.subject.ddc | 620 | |
| dc.subject.swd | Wärmebehandlung | ger |
| dc.subject.swd | Eisen | ger |
| dc.subject.swd | Mikrostruktur | ger |
| dc.subject.swd | Aluminiumlegierung | ger |
| dc.subject.swd | Siliciumlegierung | ger |
| dc.subject.swd | Kupferlegierung | ger |
| dc.subject.swd | Mechanische Eigenschaft | ger |
| dc.title | Effect of heat treatment and iron content on the microstructure and mechanical properties of a secondary Al-Si-Cu alloy | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| dcterms.abstract | In this work the effect of heat treatments on the microstructure and mechanical properties of a secondary Al-Si-Cu alloy is studied. A Design of Experiments (DoE) was developed in order to optimize the heat treatment parameters and analyze the dissolution and fragmentation of the iron-rich inclusions as well as the improvement of the mechanical properties by non-equilibrium heat treatments. The iron-rich intermetallic inclusions were characterized as-cast and after heat treatment both by two-dimensional metallography and three-dimensional computed-tomography. The results of the microstructural characterization were statistically analyzed and comparison between the two-dimensional and the three-dimensional analysis established with the aim of determining the accuracy of the classic two-dimensional microstructural analysis. The three-dimensional characterization of defects served as base for the analysis of the interaction between defects, especially between iron-rich inclusions and pores. Fatigue tests were performed with the objective of studying the effect of iron-rich inclusions on the fatigue behavior of the secondary alloy. The fracture surfaces of the post-mortem fatigue specimens were analyzed by micro computed-tomography and scanning electron microscopy. The effect of the iron content on the microstructural and mechanical properties was studied with as-cast alloy and under the effect of non-equilibrium heat treatment in order to study the effect of these inclusions on the fracture behavior of the material. The three-dimensional reconstructions enabled to determine the interaction between defects and the cross sectional fracture surfaces were analyzed by scanning electron microscopy with the aim of analyzing the influence of these inclusions on the crack propagation mechanism in secondary cast Al-Si-Cu alloy. | eng |
| dcterms.abstract | In dieser Arbeit wird der Einfluss von Wärmebehandlung auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften einer sekundären Al-Si-Cu-Legierung untersucht. Ein statistischer Versuchsplan wurde entwickelt, um sowohl die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch Nichtgleichgewichtigswärmebehandlungen zu optimieren als auch die Auflösung und Fragmentierung der eisenreichen Einschlüsse zu analysieren. Die eisenreichen intermetallischen Einschlüsse wurden im Gusszustand und nach Wärmebehandlung durch zweidimensionale Metallographie und dreidimensionale Computertomographie charakterisiert. Die Ergebnisse der mikrostrukturellen Charakterisierung wurden statistisch analysiert und ein Vergleich zwischen der zweidimensionalen und der dreidimensionalen Analyse durchgeführt. Die dreidimensionale Charakterisierung von Defekten diente als Grundlage für die Analyse der Wechselwirkung zwischen Defekten, insbesondere zwischen eisenreichen Einschlüssen und Poren. Ermüdungstests wurden mit gegossenen und wärmebehandelten Proben durchgeführt, um die Wirkung eisenreicher Einschlüsse auf das Ermüdungsverhalten der Sekundärlegierung zu untersuchen. Die Bruchflächen der Ermüdungsproben wurden mit der Mikro-Computertomographie und der Rasterelektronenmikroskopie analysiert. Die Auswirkung des Eisengehalts auf die mikrostrukturellen und mechanischen Eigenschaften wurde im Gusszustand und unter der Wirkung einer Wärmebehandlung untersucht. Die dreidimensionalen Rekonstruktionen, mit denen die Wechselwirkung zwischen Defekten und den Querschnittsbruchflächen bestimmt werden konnte, wurden durch Rasterelektronenmikroskopie analysiert, um den Einfluss dieser Einschlüsse auf den Rissausbreitungsmechanismus in der Al-Si-Cu-Legierung aus Sekundärguss zu analysieren. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Bacaicoa, Inigo | |
| dcterms.dateAccepted | 2019-07-11 | |
| dcterms.extent | VII, 137 Seiten |