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Investigation of the effect of fluid flow on microstructure evolution in Al-Si-Fe alloys: The MICAST project

Steinbach, Sonja und Ratke, Lorenz und Zimmermann, Gerhard und Sturz, Laszlo und Roosz, Andras und Kovacs, Jeno und Fautrelle, Yves und Budenkova, Olga und Lacaze, Jacques und Dost, Sadik und Grün, Gerd-Ulrich und Warnken, Nils und Wu, Menghuai und Sillekens, Wim (2017) Investigation of the effect of fluid flow on microstructure evolution in Al-Si-Fe alloys: The MICAST project. 6th Decennial International Conference on Solidification Processing, 25.-28. Juli 2017, Old Windsor, GB. ISBN 1908549297.

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Kurzfassung

In secondary Al-Si-alloys, the presence of small amounts of Fe causes the formation of Fe-intermetallic phases, which have a negative effect on mechanical and physical properties of castings. To understand the interaction of fluid flow and precipitating intermetallic phases and their effect on microstructure formation, unidirectional solidification experiments have been carried out on AlSi7 and AlSi7Fe1 alloys as a function of temperature gradient, G and growth rate, v under diffusive and controlled fluid flow conditions in the ESA payload Materials Science Lab (MSL) onboard the ISS. A strong segregation of Fe and Si towards the sample centre under convective conditions is observed. The influence of fluid flow and intermetallic phases on the solidifying microstructure was characterized by changes of primary and secondary dendrite arm spacing. In the pure binary alloy the secondary dendrite arm spacing increases under convective conditions, clearly revealing the dramatic effects of convections on solidification kinetics. Instead of a cube root relation it is observed that the secondary arms coarsen as the square root of solidification time. In contrast to this even small amounts of iron eliminate possible effects of flow on the secondary dendrite arm spacing. These results are explained from the viewpoint of the blocking effect of the Fe-intermetallic phases on fluid flow leading to a loss in permeability of the mushy zone and a decreased solute transfer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/114070/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Investigation of the effect of fluid flow on microstructure evolution in Al-Si-Fe alloys: The MICAST project
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Steinbach, Sonjasonja.steinbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8392-5807NICHT SPEZIFIZIERT
Ratke, Lorenzlorenz.ratke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zimmermann, Gerhardg.zimmermann (at) access-technology.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sturz, Laszlol.sturz (at) access-technology.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roosz, Andrasuniversity of miskolc, hungaryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kovacs, Jenouniversity of miskolc, hungaryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fautrelle, Yvessimap grenoble institute of technologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Budenkova, Olgasimap grenoble institute of technologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lacaze, Jacquescirimat, toulouseNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dost, Sadikuniversity of victoriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grün, Gerd-Ulrichhydro aluminium deutschland gmbh, bonnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Warnken, Nilsuniversity of birmingham, GBNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wu, Menghuaiuniversity of leoben, austriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sillekens, Wimestec, noordwijkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juli 2017
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 267-271
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Fan, ZhongyunBCASTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
ISBN:1908549297
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Dendrite Spacing´, Fluid flow, Al-Si alloys
Veranstaltungstitel:6th Decennial International Conference on Solidification Processing
Veranstaltungsort:Old Windsor, GB
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:25.-28. Juli 2017
Veranstalter :BCAST
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialforschung und Mikrogravitation (MuM)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Steinbach, Dr.rer.nat. Sonja
Hinterlegt am:09 Okt 2017 07:29
Letzte Änderung:09 Okt 2017 07:29

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