Hypereutektikumos RS/PM Al-Si-Ni ötvözet stabilitásvizsgálata

Stefániay Vilmos – Ziaja György

Budapesti Műszaki Egyetem, Mechanikai Technológia és Anyagszerkezettani Tanszék

 

Az aluminium alapú ötvözetek előnyei és hátrányai nagyon jól ismertek, és jól ismertek a hátrányok megszüntetésére és az előnyök fokozására alkalmas módszerek is. Az Al ötvözetek egyik legkellemetlenebb tulajdonsága a viszonylag nagy hőtágulási együttható. A hőtágulási együtthatót Si ötvözéssel lehet csökkenteni. Az igazán jelentős csökkentés azonban olyan nagymennyiségű Si ötvözést igényel, hogy a mikroszerkezetben megjelenő primer Si fázis az anyag mechanikai tulajdonságainak jelentős romlását okozza. A primer Si mennyiségét és a szemcséinek méreteit az olvadékból gyors hűtéssel (Rapid Solidification, RS) és további ötvözők, esetünkben Ni adagolásával lehet csökkenteni, és ezzel együtt a mechanikai tulajdonságokat is javítani. A gyors hűtést a homogén, túlhevített olvadék porlasztásával lehet megoldani. Az eljárással kapott por alakú ötvözetet a porkohászat (Powder Metallurgy, PM) módszereivel lehet alkatrésszé feldolgozni. Mivel a gyors hűtéssel egy tipikusan nem-egyensúlyi állapot jön létre, kérdés, hogy a további feldolgozás során szükségszerűen alkalmazott hőhatások hogyan befolyásolják az ötvözet tulajdonságait.

A dolgozat szerzői a fenti kérdésre választ keresve a fenti módszer egy speciális változatával az általuk előállított alapanyag széles idő- és hőmérséklet tartományra vonatkozó hőkezelését végezték el. Elektronmikroszkóppal követték az egyes fázisok morfológia- és mechanikai anyag-vizsgálatokkal a tulajdonságok változását a hőkezelési paraméterek függvényében. Behatárolták azt a tartományt, amelyen belül az adott anyagot a kiváló tulajdonságok csökkenése nélkül alkalmazni lehet.

A fenti munka az EU által finanszírozott CT 96 0750 számú “MicroAlu” nevű INCO-COPERNICUS program keretében készült, melyben a szerzők és kollégáik mellett német, holland, lengyel és szlovák egyetemek és kutatóintézetek működtek közre.