Thermochemische Modellierung des Einflusses der Begleitelemente (Sr, Fe, P) in AISiMg Gusslegierungen
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Teilprojektes wurden für die beiden entscheidenden ternären Systeme Al-Si-P und Al-Si-Sr, inklusive der Subsysteme, thermodynamische Beschreibungen nach der Calphad-Methode entwickelt. Hierzu wurden in iterativer Vorgehensweise eigene Schlüsselexperimente durchgeführt und gemeinsam mit Literaturdaten kritisch ausgewertet. Die thermodynamische Beschreibung des quaternären Al-Fe-Mg-Si Systems wurde durch Einbeziehung neuester Literaturdaten des Al-Fe-Si Ternärsystems und eine eigene neue Modellierung der π-Al9FeMg3Si5 Phase weiterentwickelt. Ein konsistenter und kohärenter Datensatz des Sechskomponentensystems Al-Fe-Mg-P-Si-Sr wurde durch Kombination all dieser thermodynamischen Datensätze der ternären und quaternären Subsysteme entwickelt, der für Al-reiche Legierungen als belastbar gelten kann. Auf dieser Basis wurden zahlreiche Berechnungen zur Erstarrungssimulation durchgeführt, aus denen sich Hinweise zum besseren Verständnis der Keimbildung des Al-Si Eutektikums und der Sr-Modifikation ergeben. Die Daten wurden ebenfalls im Rahmen des Gemeinschaftsprojektes von unseren Partnern verwendet, um detaillierte Phasenfeldsimulationen der Erstarrungsvorgänge in den betreffenden Legierungen durchzuführen und weiterzuentwickeln. Die Aspekte des Mehrwerts durch die intensive Kooperation innerhalb dieses AiF-DFG Clusters (und PAK 499) sind im gemeinsamen Abschlußbericht des gesamten Clusters an die AiF dargelegt.
Publications
- Key Experiments and Thermodynamic Revision of the Binary Al- Sr System. J. Alloys Compd. 610, 443-450 (2014)
S. M. Liang, M. Engstler, V. Groten, J. Barrirero, F. Mücklich, A. Bührig-Polaczek, R. Schmid-Fetzer
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.05.018) - Modeling of Thermodynamic Properties and Phase Equilibria of the Si-P system. J. Phase Equil. Diffusion, 35, 24-35 (2014)
S. M. Liang, R. Schmid-Fetzer
(See online at https://doi.org/10.1007/s11669-013-0269-3) - Nucleants of eutectic silicon in Al-Si hypoeutectic alloys: ß-(Al, Fe, Si) or AlP phase. Metall. Mater. Trans. A, November 2014, Volume 45, Issue 12, pp 5308–5312
S. M. Liang, R. Schmid-Fetzer
(See online at https://doi.org/10.1007/s11661-014-2522-8) - Phosphorus in Al-Si cast alloys: Thermo-dynamic prediction of the AlP and eutectic (Si) solidification sequence validated by microstructure and nucleation undercooling data. Acta Mater., 72, 41-56 (2014)
S. M. Liang, R. Schmid-Fetzer
(See online at https://doi.org/10.1016/j.actamat.2014.02.042) - Thermodynamic assessment of the Al-P system based on original experimental data. Calphad, 42, 76-85 (2013) Corrigendum: Calphad, 45, 251-253 (2014)
S. M. Liang, R. Schmid-Fetzer
(See online at https://doi.org/10.1016/j.calphad.2013.07.001)
