Solidification path of the AlFeMnSi alloys in a stage of primary intermetallic phases precipitation

• Autorzy: Warmuzek M.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2015.14

Warianty tytułu

PL

Ścieżka krystalizacji w stopach AlFeMnSi podczas powstawania pierwotnych wydzieleń faz międzymetalicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, an analysis of the solidification course of the AlFeMnSi alloys was carried out in the Al alloys of Fe, Mn, and Si concentrations in a range supplementary for those examined until now. The morphology of the pre-dendrite and pre-eutectic precipitates of the AlFeMnSi intermetallics has been revealed in relation to alloy composition. The phase attribution of the AlFeMnSi intermetallics forming primary pre-dendrite and pre-eutectic crystals was revealed in situ through local diffraction methods. The results obtained in the present work, as compared with data published previously, revealed the critical limit of the Mn concentration, necessary to stabilize the αc-AlFeMnSi phase as equal ≤ 0.5 wt. %, in the alloys AlFe≤3.0MnSi6 and AlFe≤1.5MnSi11 and ≥ 0.5 wt. % in AlFe≥3.0MnSi11.

PL

W pracy analizowano przebieg procesu krzepnięcia stopów AlFeMnSi podczas powstawania predendrytycznych oraz preeutektycznych faz międzymetalicznych AlFeMnSi w zakresie stężenia składników, uzupełniającym badane dotychczas zakresy. Ujawniono oddziaływanie składu chemicznego stopu na morfologię predendrytycznych oraz preeutektycznych faz międzymetalicznych AlFeMnSi. Charakterystyka wydzieleń faz międzymetalicznych AlFeMnSi została zidentyfikowana in situ, z zastosowaniem lokalnych metod dyfrakcyjnych. Uzyskane wyniki zostały porównane z danymi opublikowanymi uprzednio. Oszacowano, że krytyczne stężenie manganu, konieczne do stabilizacji fazy αc-AlFeMnSi, wynosiło ≤ 0,5%, w badanych stopach AlFe≤3,0MnSi6 i AlFe≤1,5MnSi11 oraz ≥ 0,5% w stopach AlFe≥3,0MnSi11.

Słowa kluczowe

EN

Al alloy; AlFeMnSi intermetallics; primary precipitation; solidification path

PL

stopy Al; fazy międzymetaliczne; wydzielenia pierwotne; ścieżka krystalizacji

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 55, nr 3
• Strony: 51--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Warmuzek M.

• Instytut Odlewnictwa, Zespół Laboratoriów Badawczych, Laboratorium Badań Struktury i Właściwości, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. Mondolfo, L. (1976). Aluminum alloys: structure and properties. Boston – London: Butter Worths.
• 2. Warmuzek, M., Ratuszek, W., Sęk-Sas, G. (2005). Chemical inhomogeneity of intermetallic phases precipitates formed during solidification of the Al-Si alloys. Mater. Charact., 54(1), 31−40.
• 3. Shabestari, S. G. (2004). The effect of iron and manganese on the formation of intermetallic compounds in aluminum-silicon alloys. Mat. Sci. Eng. A, 383A(2), 289−298.
• 4. Pucella, G., Samuel, A. M., Doty, H. W., Valtierra, S. (1998). Sludge formation in Sr-modified Al-11.5wt%Si die casting alloys. AFS Trans., 107, 117−125.
• 5. Shabestari, S. G., Gruzleski J. E. (1994). The effect of solidification condition and chemistry on the formation and morphology of complex intermetallic compounds in aluminum-silicon alloys. Cast Metals, 6(4), 217−224.
• 6. Phillips, H. W. L. (1946). The constitution of alloys of aluminum with magnesium, silicon and iron. J. Institute of Metals, 72, 151−242.
• 7. Liu, Z.-K., Chang Y. A. (1999). Thermodynamic assessment of the Al-Fe-Si system. Met. Mat Trans. A, 30A, 1081−1095.
• 8. Phragmen, G. (1950). On the phases occurring in alloys of aluminum with copper, magnesium, manganese, iron, and silicon. J. Institute of Metals, 77, 489−552.
• 9. Belov, N. A., Eskin, D. G., Askenov, A. A. (2005). Multicomponent phase diagrams. Applications for commercial aluminum alloys. Amsterdam: Elsevier.
• 10. Zakharov, A. M., Gulcyn, I. T., Arnold, A. A., Macenko, J. A. (1988). Fazovyje ravnovesia v systemie Al-Si-Fe-Mn v intervale koncentracji 10−14% Si, 0−3% Fe i 0−4% Mn. Izv. VUZ, Cvetn. Met., (4), 89−94.
• 11. Lacaze, J., Eleno, L., Sundman, B. (2010). Thermodynamic assessment of the aluminum corner of the Al-Fe-Mn-Si system. Met. Mat. Trans. A, 41A, 2208−2215.
• 12. Balitchev, E., Jantzen, T., Hurtado, I., Neuschütz, D. (2003). Thermodynamic assessment of the quaternary system Al-Fe-Mn-Si in the Al-rich corner. Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 27(3), 275−278.
• 13. Abou Khatwa, M. K., Malakhov, D. V. (2006). On the thermodynamic stability of intermetallic phases in the AA6111 aluminum alloy. Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 30, 159−170.
• 14. Munson, D. (1967). A clarification of the phases occurring in aluminum–rich aluminum–iron-silicon alloys, with particular reference the ternary phase α-AlFeSi. J. Institute of Metals, 95, 217−219.
• 15. Onderka, B., Sukiennik, M., Fitzner, K. (2000). Determination of the stability of AlFeMn Si phase existing in the quaternary Al-Fe-Mn-Si system. Arch. Metall., 45(3), 119−132.
• 16. Flores-Valdes, A., Sukiennik, M., Castillejos-E., A. H., Acosta-G.,F. A., Escobedo-B., J. C. (1998). A kinetic study on the nucleation and growth of the Al8FeMnSi2 intermetallic compound for aluminum scrap purification. Intermetallics, 6(3), 217−227.
• 17. Davignon, G., Serneels, A., Verlinden, B., Dealaney, L. (1996). An isothermal section at 550°C in the Al-rich corner of the Al-Fe-Mn-Si system. Metall. Mat. Trans. A, 27A, 3357−3361.
• 18. Raghavan, V. (2007). Al-Fe-Mn-Si. J. Phase Equilib. Diffusion, 28, 215−217.
• 19. Warmuzek, M. (2011). Microstructure evolution during peritectic process L + Al6Mn(Fe) → α-Al + α(AlMnFe)Si in the AlFeMnSi alloys. Prace Instytutu Odlewnictwa, 51(1), 35−57.
• 20. Tibballs, J. E., Horst, L. A., Simensen, C. J. (2002). Precipitation of α-Al(Fe,Mn)Si from the melt. J. Mater. Sci., 36, 937−941.
• 21. Donnadieu, P., Lapasset, G., Sandersc, T. H. (1994). Manganese-induced ordering in the α-(AlMn-Fe-Si) approximant phase. Phil. Mag. Let., 70(5), 319−326.
• 22. Kim, H. Y., Park, T. Y., Han, S. W., Lee, H. M. (2006). Effects of Mn on the crystal structure of α-Al(Mn,Fe)Si particles in A356 alloys. J. Cryst. Growth, 291(1), 207−211.