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Revealing the Effect of Local Connectivity of Rigid Phases during Deformation at High Temperature of Cast AlSi12Cu4Ni(2,3)Mg Alloys

Bugelnig, Katrin und Germann, Holger und Steffens, Thomas und Sket, Federico und Adrien, Jerome und Maire, Eiric und Boller, Elodie und Requena, Guillermo (2018) Revealing the Effect of Local Connectivity of Rigid Phases during Deformation at High Temperature of Cast AlSi12Cu4Ni(2,3)Mg Alloys. Materials (11), Seiten 1-18. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/ma11081300. ISSN 1996-1944.

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9MB

Offizielle URL: http://www.mdpi.com/journal/materials

Kurzfassung

The 3D microstructure and its effect on damage formation and accumulation during tensile deformation at 300 °C for cast, near eutectic AlSi12Cu4Ni2Mg and AlSi12Cu4Ni3Mg alloys has been investigated using in-situ synchrotron micro-tomography, complemented by conventional 2D characterization methods. An increase of Ni from 2 to 3 wt.% leads to a higher local connectivity, quantified by the Euler number χ, at constant global interconnectivity of rigid 3D networks formed by primary and eutectic Si and intermetallics owing to the formation of the plate-like Al-Ni-Cu-rich δ-phase. Damage initiates as micro-cracks through primary Si particles agglomerated in clusters and as voids at matrix/rigid phase interfaces. Coalescence of voids leads to final fracture with the main crack propagating along damaged rigid particles as well as through the matrix. The lower local connectivity of the rigid 3D network in the alloy with 2 wt.% Ni permits localized plastification of the matrix and helps accommodating more damage resulting in an increase of ductility with respect to AlSi12Cu4Ni3Mg. A simple load partition approach that considers the evolution of local connectivity of rigid networks as a function of strain is proposed based on in-situ experimental data.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/122712/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Revealing the Effect of Local Connectivity of Rigid Phases during Deformation at High Temperature of Cast AlSi12Cu4Ni(2,3)Mg Alloys
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bugelnig, KatrinKatrin.Bugelnig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Germann, HolgerKS KolbenschmidtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Steffens, ThomasKS KolbenschmidtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sket, FedericoIMDEA Materials InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Adrien, JeromeINSA LyonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maire, EiricINSA LyonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boller, ElodieesrfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Requena, GuillermoGuillermo.Requena (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2018
Erschienen in:Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.3390/ma11081300
Seitenbereich:Seiten 1-18
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1996-1944
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cast Al-Si alloys; 3D characterization; synchrotron tomography; in-situ tensile deformation; 3D microstructure; damage; strength; connectivity
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Bugelnig, Katrin
Hinterlegt am:09 Nov 2018 11:43
Letzte Änderung:08 Nov 2023 14:16

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