1. Legierungszusammensetzung
2. Homogenisierungsprozess
390 °C x Isolierung für 1,0 h + 575 °C x Isolierung für 8 h, starke Windkühlung auf 200 °C und dann Wasserkühlung.
3. Metallographische Struktur
Abbildung 1 Metallografische Struktur des Kerns eines Barrens aus der Legierung 6082, geätzt mit Keller-Reagenz, mit gut entwickelten Dendriten
Abbildung 2 Metallografische Struktur des Kerns eines Barrens aus der Legierung 6082, geätzt mit Keller-Reagenz, und Struktur nach der festen Lösung
4. Einfluss der Homogenisierungswärmebehandlung auf die Legierungsstruktur
4.1 Wie in Abbildung 1 gezeigt, weist die Legierung im Gusszustand gut entwickelte Dendriten auf und an den Korngrenzen gibt es eine große Anzahl netzwerkartiger Nichtgleichgewichtsausscheidungsphasen.
4.2 Da die Schmelzpunkte verschiedener Elemente beim Erstarren der Legierung unterschiedlich sind, führt dieses Phänomen der sequentiellen Erstarrung zu einer ungleichmäßigen Zusammensetzung der gelösten Stoffe innerhalb des Kristalls, was sich insbesondere in der Entstehung einer großen Anzahl von Netzwerkausscheidungsphasen an den Korngrenzen äußert.
4.3 In der Mikrostruktur nach der Homogenisierungsbehandlung (Abbildung 2) ist die Menge der ausgeschiedenen Phasen an den Korngrenzen stark reduziert, während die Korngröße gleichzeitig zunimmt. Dies liegt daran, dass die Diffusion der Atome bei hohen Temperaturen zunimmt, im Barren Entmischungen beseitigt und Phasen im Ungleichgewicht aufgelöst werden und die Netzwerkverbindungen an den Korngrenzen teilweise aufgelöst werden.
4.4 Durch SEM-Analyse, wie in Abb. 3 gezeigt, wurden verschiedene Teile der ausgefällten Phase für die EDS-Analyse ausgewählt, wodurch bestätigt wurde, dass es sich bei der ausgefällten Phase um die Al(MnFe)Si-Phase handelte.
4.5 Beim Gießen einer Legierung bildet sich eine große Menge manganhaltiger Ausscheidungsphasen, von denen ein Teil in der übersättigten festen Lösung verbleibt. Nach einer Hochtemperatur- und Langzeithomogenisierungsbehandlung scheidet sich das in der Matrix übersättigte Mn in Form manganhaltiger Verbindungen aus, was sich in einer großen Anzahl dispergierter manganhaltiger Verbindungszersetzungspartikel äußert, die im Kristall ausgeschieden werden (Abbildung 2).
4.6 Da die ausgefällte Phase Mn enthält, weist sie eine gute thermische Stabilität auf. Mit zunehmender atomarer Diffusion zeigen die Partikel der Al(MnFe)Si-Phase allmählich Sphäroidisierungseigenschaften.
Abb. 3 Al(MnFe)Si-Phase in der Legierung 6082
5. Einfluss des Lösungsalterungssystems auf die mechanischen Eigenschaften
Nach der Homogenisierung löst sich die ursprünglich an den Korngrenzen der Legierung 6082 gebildete Netzwerkphase auf, was die mechanischen Eigenschaften der Probe insgesamt verbessern kann. Gleichzeitig wird die stabile, hitzebeständige Al(MnFe)Si-Phase weiter sphäroidisiert, was Versetzungen besser fixiert. Dies zeigt, dass die Leistung des Materials nach der Homogenisierungswärmebehandlung insgesamt verbessert wird.
6. Fazit
6.1 Der Barren aus Aluminiumlegierung 6082 weist gut entwickelte Dendriten und eine große Anzahl netzwerkartiger Nichtgleichgewichtsausscheidungsphasen an den Korngrenzen auf.
6.2 Nach der Homogenisierungsbehandlung zeigte die mikroskopische Beobachtung, dass die Menge der ausgefällten Phasen stark reduziert war und die Korngröße gleichzeitig zunahm. Im Barren kam es zur Beseitigung von Entmischungen und zur Auflösung von Nichtgleichgewichtsphasen, und die Netzwerkverbindungen an den Korngrenzen lösten sich teilweise auf.
6.3 Beim Gießen der Legierung 6082 entsteht eine Al(MnFe)Si-Ausscheidungsphase. Diese Ausscheidungsphase enthält Mn und weist eine gute thermische Stabilität auf. Im Verlauf des Homogenisierungsprozesses zeigen die Partikel der Ausscheidungsphase allmählich sphäroidische Eigenschaften. Diese Mn-haltigen Verbindungspartikel werden gleichmäßig im Kristall verteilt und ausgeschieden.
6.4 Nach der Homogenisierungsbehandlung zeigt die Auflösung der netzwerkausgefällten Phase, dass die Gesamtleistung des gesamten Barrens nach der Homogenisierungswärmebehandlung verbessert ist.
Beitragszeit: 08.06.2025
