Silke Mücklich

Microstructure Characterization of Al-Al2O3p Composites Produced By High Energy Ball Milling

Abstract Ultra fine grained composites of an aluminum alloy reinforced with particulate Al2O3 of 5 and 15 vol.% were produced using the high energy ball milling (HEM) method. The changes in size and distribution of particles, i.e. Al2O3 and CuAl2 hard phase, in the aluminum matrix were scrutinized during the milling process, ranging from 10 min to 8 h. Evaluation of the microstructures has shown that after short milling times reinforcing particles are observed rarely inside the matrix powder showing almost no change in particle size but smearing and sticking to the deformed particles. With further milling of composite powders, 2 h and more, the reinforcement particles were broken into small particles becoming finer (less than 1 μm) and more uniformly distributed in the aluminum matrix. SEM investigations also revealed that longer periods of milling lead to ultrafine intermetallic compound phase of CuAl2 within the aluminum matrix, which could be also confirmed by XRD.

The Production of Ultra Fine Grained Al-SiCp Composites Produced via High Energy Ball Milling

Abstract Aluminum-copper alloy EN AW 2017 (Al-3.9Cu-0.6% Mn-0.7%Mg) based composite powders reinforced with 5 and 15 vol. % SiC particulates were produced by high energy ball milling (HEM) process. The milling times range between 10 min and 6 h. After milling for a certain time, i.e., 2 h, the cellular structure of CuAl2 intermetallic particles initially present in the matrix and precipitate at the grain boundaries that were destroyed and distributed along the deformation axis. XRD results clearly showed that the X-ray diffraction peaks of CuAl2 disappear after 2 h milling time suggesting that the submicrometer sized intermetallic CuAl2 particles dissolved into the aluminum matrix. This was also confirmed by SEM investigation. During subsequent milling of composite blends (2 h and more) the reinforcement particles were heavily fragmented. Thus they exhibited a significant reduction in size. The results indicate that the particle size of SiC and CuAl2 was refined greatly after 6 h of high energy ball milling. However, it is clear that the particle size distribution even after the longest period of milling, 6 h, showed no significant narrowing. The crystallite size of the composites was reduced to below 45 nm which was confirmed by X-ray line broadening analysis.

Einfluss der Lotzusammensetzung auf die Gefügeentwicklung in Magnesium-Lötverbindungen

Kurzfassung Ein in der jüngsten Vergangenheit stetig gestiegener Einsatz von Magnesiumbauteilen wirft die Frage nach geeigneten Fügetechnologien auf. Es wird ein umweltfreundliches Lötverfahren entwickelt, welches durch Ultraschall auf den Einsatz von Flussmitteln verzichtet und gleichzeitig gut in den Produktionsprozess integrierbar ist. An den Magnesiumgrundwerkstoffen AZ31 und AZ91 werden Lötversuche durchgeführt. Als Lote dienen eutektikumsnahe Legierungen auf der Basis Mg-Zn bzw. Mg-Zn-Al. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Lotlegierung werden unterschiedliche Gefügeausbildungen beobachtet: Steigende Aluminiumgehalte zwischen 0 und 10 Gew.-% bewirken eine zunehmende Vergröberung der eutektischen Gefüge im Nahtbereich.

Gefügeentwicklung durch Wärmebehandlung an Magnesiumlötverbindungen

Kurzfassung Lötverbindungen mit Zn-Mg-Al-Loten an Magnesiumgrundwerkstoffen bilden in Abhängigkeit vom Grundwerkstoff und von der eingesetzten Lotlegierung sehr unterschiedliche Gefüge aus. Wie bereits in [1] beschrieben, kommt es bei Einsatz binärer Mg-Zn-Lote zu der Beobachtung, dass das Lot bedingt durch die beschleunigte Abkühlung während des Lötvorganges kein feinlamellares eutektisches Gefüge ausbildet, sondern in einem Gemisch mikrokristalliner, intermetallischer Phasen erstarrt. Da sich diese Morphologie negativ auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt, wird versucht, durch eine nachgeschaltete Wärmebehandlung eine günstigere Gefügeausbildung zu erzielen.