Al-Si合金鋳物における鋼製インサートの界面

本稿は、「Dissertation, Technischen Universität Wien, Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften」より発行された論文「Interface of steel inserts in Al-Si alloy castings」に基づいています。

1. 概要:

• タイトル: Interface of steel inserts in Al-Si alloy castings
• 著者: Dipl. Ing. Karolina Monika Zimnik
• 発行年: 2011
• 発行ジャーナル/学協会: Dissertation, Technischen Universität Wien, Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften
• キーワード: Aluminium-silicon alloys, steel inserts, casting, interface characterization, solidification, residual stress, Al-Fe-Si intermetallics, gravity die casting, low pressure die casting, squeeze casting.

2. アブストラクト:

アルミニウム合金は、その低密度と優れた機械的特性により非常に重要な材料です。アルミニウムシリコン鋳造合金は、自動車、航空宇宙、エンジニアリング分野に不可欠です。アルミニウムシリコン合金は鋳造プロセスに適していますが、シリコンは脆い針状粒子を形成し、鋳造構造物の耐衝撃性を低下させます。鋼または鋳鉄のインサートは、局所的に強度と耐摩耗性を向上させます。
鉄基合金の比較的高い溶融温度により、鉄部品を鋳型内に配置し、溶融Al湯で囲み、凝固させることでインサートを埋め込むことができます。鋼製インサートは、gravity casting、low pressure die casting、squeeze castingによってAl-Si合金に埋め込まれます。gravity castingには、表面状態の異なる酸化処理およびエッチング処理された鋼棒が使用されます。鋼製キューブインサートを用いたgravity castingでは、Al (99.8%)、AlSi7、AlSi7Mg0.3を用い、鋳型を室温（RT）および高温にするなど、さまざまな熱的条件が使用されます。ステップ形状のlow pressure die castingには、高さの異なるインサートリングが使用されます。Bitscheの論文では、AlSi7Mg0.3のsqueeze castingによって鋼製インサートをアルミニウムに埋め込む可能性を実証するために、デモ軸方向サンプルが設計されました。
Feの線熱膨張係数（CTE）はAlの約半分です（ΔCTE > 12ppm/K）。凝固中、Al合金は約6 vol.%収縮します。凝固温度直下では降伏強度が非常に低いため、インサート周囲で塑性変形が発生します。弾性応力が275°C以下で蓄積すると仮定すると、FeとAlの間の残りのミスフィット体積は約1 vol.%になります。対応する線長変化は弾性範囲を超えます。蓄積する弾性応力は、使用温度におけるAl合金の降伏強度に依存します。
マグネシウムの添加はα-Alの析出硬化を可能にします。純Alの室温降伏強度は約50MPa、AlSi12共晶の降伏強度は約150MPaであり、Mg2Siによる合金の析出硬化後は200MPaを超えます。
したがって、鋳物の0.3%の変形は、インサート周囲のAl合金の異なる微細構造構成要素内で、異なる程度の塑性変形と弾性応力を引き起こします。
インサート部品を囲むAlバルク領域の内部応力は、X線回折によって測定されます。インサートなしで急冷されたα-Alマトリックス中の75±25MPaの圧縮応力レベルは、Siとの熱的ミスフィットに起因します。インサート近傍では、Al中に100MPaの範囲の接線方向引張応力が確認されます。粗面を持つ鋼製インサートを埋め込むMg含有Al-Si合金の時効硬化に伴い、接合強度は増加します。
走査型電子顕微鏡（SEM）および光学顕微鏡（LOM）は、サンプルの微細構造、特にアルミニウムと鋼の間の界面を特徴付けるために使用されます。界面反応は、化学的に洗浄された鋼ではAl-Fe-Si相を生成しますが、自然酸化された鋼では生成しません。Al鋳物は、デンドライト間領域にα-デンドライトとAlSi12共晶から構成されます。鋳型に近いほどSDAはバルクよりもはるかに小さく、これは鋳型から凝固が始まり冷却速度が速いためです。
金属組織学的検査により、いくつかの亀裂、ガス巻き込み、収縮孔が確認され、これらはレーザー超音波によって非破壊的にも検出されました。このような欠陥は、界面での凝固が遅れると増加します。要約すると、鋼製インサートの形状や表面処理、特に埋め込みAl合金の凝固条件は、反応接合、ギャップ、気孔などの界面品質に重大な影響を及ぼします。
凝固は、再溶解を避ける必要がある界面に沿って開始する必要があります。凝固前線間には十分な供給が必要です。

3. 序論:

アルミニウムは、応用されてからまだ1世紀ほどのエンジニアリング材料ですが、鋼に次いで世界で2番目に多く使用される金属となっています。アルミニウムは、私たちが働く建物から運転する車、飲む缶、利用する飛行機に至るまで、私たちの生活の多くの側面で重要な構成要素です。軽量、高剛性、高強度、耐食性、リサイクル性といった非常に魅力的な特性の組み合わせは、ほぼ無限の用途に最適であり、現代生活に不可欠なものとして日々使用されています。アルミニウムは、機能性と先進的な形状、そして手頃なコストでの設計可能性を兼ね備えた材料を求める主要な設計者、建築家、エンジニアにとって選択される金属です。
アルミニウム合金は、含有される主要な合金元素によって分類されます。4XXX系は主に鋳造の容易さのためにシリコンと合金化されています。アルミニウムシリコン合金は鋳造プロセスに適しています。複雑な形状の信頼性の高い鋳物を製造することが可能であり、供給不良の部分で得られる最小限の機械的特性は、より高強度だが鋳造性の低い合金で作られた鋳物よりも高くなります。
シリコンは溶湯の流動性を高め、溶融温度を下げ、凝固に伴う収縮を減少させ、原料として非常に安価です。シリコンはまた、低密度（2.34 g cm-3）であり、鋳造部品の全体重量を減らす上で利点となる可能性があります。シリコンはアルミニウムへの溶解度が非常に低く、これらの鋳造合金ではほぼ純粋なシリコンとして共晶的に偏析し、硬いため耐摩耗性を向上させます。低い熱膨張係数はピストンに利用され、シリコン粒子の高い硬度は耐摩耗性に寄与します。鋳造合金中のシリコンの最大量は22-24% Si程度ですが、粉末冶金で作られた合金では40-50% Siにもなります。シリコン含有量を増やすと延性を犠牲にして強度が増加しますが、この効果はそれほど顕著ではありません。
アルミニウムは鋼の約3分の1の密度と剛性しかありません。鋳造、機械加工、押出が容易です。
鋳込みインサートは通常、鋳鉄または鋼で作られます。金属コアは、鋳物が鋳型キャビティから排出される前に取り外せるように、鋳型のパーティングラインと平行に鋳型内に配置する必要があります。形状も鋳物から容易に取り外せるようにする必要があります。鋳込みインサートは、より良い表面仕上げと鋳物の急速凝固を可能にし、プロセスの機械的特性を向上させます。
本研究では、Al合金の微細構造、およびさまざまな鋳造プロセスで準備された鋼とアルミニウム鋳物との間の接合について議論します。界面は主に光学顕微鏡（LOM）および走査型電子顕微鏡（SEM）を使用して調査されました。

4. 研究の概要:

研究トピックの背景:

アルミニウム合金は、その有利な特性により様々な産業で極めて重要です。Al-Si鋳造合金は、複雑な形状を製造するために特に重要です。しかし、強度や耐摩耗性などの局所的な特性を向上させたり、異なる材料機能を組み合わせたりするために、インサート（多くは鋼製）がアルミニウム部品に鋳込まれます。このようなハイブリッド部品の性能にとって、インサートと鋳造アルミニウム間の接合品質および界面の特性は非常に重要です。この界面に影響を与える要因には、鋳造プロセス、合金組成、インサート材料と表面処理、および鋳造中と冷却中の熱的条件が含まれます。アルミニウムと鋼の間の熱膨張係数と凝固収縮の違いは、界面での残留応力、ギャップ、またはその他の欠陥を引き起こす可能性があります。

先行研究の状況:

本学位論文でレビューされたように、先行研究は、アルミニウム合金の分類、強化メカニズム（熱処理や時効硬化など）、Al-Si鋳造合金の特性など、アルミニウム合金の様々な側面をカバーしてきました。gravity die casting、low pressure die casting、squeeze castingなどの様々な鋳造プロセスは、気孔や収縮などの一般的な欠陥とともに広範囲に研究されてきました。凝固速度が微細構造（例：デンドライトアーム間隔 - SDA）や特性に及ぼす影響も十分に文書化されています。マグネシウムおよびアルミニウム合金の鋳込みインサートに関する特定の研究では、設計上の考慮事項、Al/Fe界面での金属間化合物の形成、およびプロセスパラメータが接合と欠陥形成に及ぼす影響が調査されてきました。このような界面の微細構造キャラクタリゼーション、熱分析、機械的試験、および非破壊評価のための技術も開発され、適用されてきました。

研究の目的:

21ページに記載されているように、本研究の目的は、異なる鋳造プロセス（gravity die casting、low pressure die casting、squeeze casting）によって製造されたアルミニウム鋳物と鋼製インサートとの間の界面を調査することでした。具体的に取り組んだ質問は以下の通りです。

• どの鋳造条件がどの程度界面反応を引き起こすか？
• 界面反応は接合を改善するか？
• CTEの不整合により、鋳造中に界面のAlにどの程度の残留応力が蓄積するか？
• インサートに対する界面の鋳造微細構造はどのように発達するか？
• どの鋳造欠陥が界面に影響を与えるか？
• 接合強度はAl合金の時効硬化に依存するか？

中核研究:

本研究の中核は、3つの異なる鋳造法（gravity die casting（ロッドおよびキューブサンプル）、low pressure die casting（ステップサンプル）、squeeze casting（デモ軸方向サンプル））を用いて、鋼製インサートを埋め込んだAl-Si合金鋳物を実験的に製造し、その特性を評価することでした。様々なAl合金（Al 99.8%、AlSi7、AlSi7Mg0.3）および鋼製インサート（St37、18-8 Cr-Ni、St52、C45E）が、異なる表面状態および形状で使用されました。本研究は以下に焦点を当てました。

• Al/鋼界面における金属間化合物相の形成調査。
• デンドライトアーム間隔（SDA）を含む、界面近傍のAl合金の微細構造分析。
• ギャップ、気孔、亀裂などの欠陥の特定と特性評価。
• インサート周囲のアルミニウムマトリックスにおける残留応力の測定。
• 引抜き試験による接合強度の評価。
• これらの界面特性と、鋳造パラメータ、熱履歴、および鋳造後の熱処理との相関関係。
  LOM、SEM、EDX、XRD、熱分析（DSC、TMA）、硬さ試験、圧縮試験、および非破壊検査のためのレーザー超音波（LUS）を含む、広範囲の分析技術が用いられました。

5. 研究方法論

研究デザイン:

本研究は、gravity die casting、low pressure die casting、squeeze castingによって製造されたAl-Si合金鋳物中の鋼製インサートの界面特性を比較するための実験的研究として設計されました。異なるインサート形状（ロッド、キューブ、リング、チューブ）、Al合金（純Al、AlSi7、AlSi7Mg0.3）、および鋼種（St37、18-8 Cr-Ni、St52、C45E）が調査されました。インサート表面処理、溶湯温度、鋳型温度、および鋳造後の熱処理が、界面微細構造、欠陥形成、金属間化合物相成長、残留応力、および接合強度に及ぼす影響が系統的に検討されました。

データ収集および分析方法:

• 材料:
  • アルミニウム合金: Al (99.8%), AlSi7, AlSi7Mg0.3.
  • 鋼製インサート: St37, 18-8 Cr-Ni (gravity die casting用); St52 (low pressure die casting用); C45E (squeeze casting用).
  • インサート表面処理: 受領状態（酸化）、エッチング、研磨.
• 鋳造プロセス:
  • Gravity die casting: ロッドサンプル (AlSi7中のSt37, 18-8 Cr-Niインサート) およびキューブサンプル (Al 99.8%およびAlSi7Mg0.3中のSt37, 18-8 Cr-Niインサート).
  • Low pressure die casting: ステップサンプル (AlSi7Mg0.3中のSt52リングインサート).
  • Squeeze casting: デモ軸方向サンプル (AlSi7Mg0.3中のC45E形状チューブインサート).
• 熱処理: 165°C, 250°C, 350°Cで様々な時間のエージング処理.
• 試験方法:
  • 鋳造中の温度測定.
  • 微細構造分析: 光学顕微鏡 (LOM) およびエネルギー分散型X線分光法 (EDX) を備えた走査型電子顕微鏡 (SEM) による相特定および欠陥分析.
  • 硬さ試験: ブリネル硬さ (HB10) および微小硬さ (HV0.05).
  • 熱分析: 熱膨張のための熱機械分析 (TMA) および相変態のための示差走査熱量測定 (DSC).
  • 圧縮試験: 高温での流動応力を決定するためのGleeble Machine 1500.
  • X線回折 (XRD) 分析: Alおよび鋼の残留応力測定のためのsin²Ψ法。AlSi7合金に対する中性子回折も言及.
  • 引抜き試験: デモ軸方向サンプルの接合強度を評価するためのZwick Z050試験機.
  • レーザー超音波 (LUS): デモ軸方向サンプルの界面欠陥検出のための非接触非破壊法.

研究トピックおよび範囲:

本研究は、鋼製インサートとAl-Si合金鋳物との間の界面現象に焦点を当てました。その範囲は以下の通りです。

• Al/鋼界面の形態および微細構造のキャラクタリゼーション。
• 金属間化合物（IMC）層（例：Al-Fe-Si相）の特定および定量化。
• 界面または界面近傍の鋳造欠陥（気孔、収縮孔、ギャップ、亀裂）の分析。
• 鋳造パラメータ（溶湯/鋳型温度、冷却速度、圧力）が界面品質に及ぼす影響の調査。
• インサート材料、形状、および表面処理の影響の研究。
• 熱的不整合および相変態に起因する残留応力の測定。
• 特に時効硬化が接合強度に及ぼす影響を含む、接合部の機械的完全性の評価。
• 界面品質評価のための非破壊検査（LUS）の適用。
  本研究は、gravity die casting、low pressure die casting、squeeze castingの3つの主要な鋳造技術を対象としました。

6. 主要な結果:

主要な結果:

本研究は、様々なプロセス条件下におけるAl-Si合金鋳物中の鋼製インサートの界面形成と特性に関する包括的な知見をもたらしました。

• 凝固と微細構造:
  • AlSi7鋳物は通常、α-AlデンドライトとAl-Si共晶から構成されていました。二次デンドライトアーム間隔（SDA）は、局所的な凝固速度に応じて大きく変動し（ロッドサンプルで5-75µm、ステップサンプルで<3-20µm、デモ軸方向サンプルで8-80µmのバイモーダル分布）、これは鋳型温度、インサート温度、鋳物肉厚の影響を受けました。
  • ステップサンプルの冷却速度は、約40K/s（鋼製インサート近傍、厚肉Al部）から160K/s（薄肉Al部、鋳型近傍）まで変化しました。
  • 界面微細構造はAlSi12共晶の20～30 vol%で変化し、時にはより高い濃度がマクロ偏析を示しました。
• 界面反応と金属間化合物（IMC）:
  • Al-Fe-Si相を形成する界面反応は、主に化学的に洗浄された（酸化物フリーの）鋼表面で発生しました。反応の程度は、Al-Si合金よりも純Alの方が顕著でした。
  • Gravity castロッドサンプル（AlSi7/St37）では、鋼側にIMCアイランド（5-115µm）が形成されました。キューブサンプル（Al/St37、RT鋳型）では、IMC（10-13µm）が界面全体に沿って形成されました。
  • 自然酸化された鋼製インサートは、通常の凝固期間内では一般的に顕著な反応層を示しませんでした。
• 鋳造欠陥:
  • 収縮孔、ギャップ、気孔は一般的な界面欠陥であり、特に界面での凝固が遅れたり再溶解が発生した場合に顕著でした。
  • ステップサンプル（LPDC）ではガス巻き込みが頻繁に観察され、ギャップの原因となりました。
  • Gravity castキューブサンプルでは、溶湯が鋼表面で急速に凝固しすぎた場合（例：AlSi7Mg0.3用の高温鋳型で適切な供給がない場合）や、収縮が補償されなかった場合に、接合不良や大きなギャップが観察されました。
  • Squeeze casting（デモ軸方向サンプル）は良好な接合の可能性を示しましたが、Alバルク中には充填気孔などの欠陥が依然として発生する可能性がありました。
• 残留応力:
  • X線回折により、急冷後のAl-Siマトリックス中に圧縮応力（α-Alで通常70±20MPa）が明らかになり、これはSi粒子との熱的不整合に起因するものでした。
  • 鋼製インサート近傍では、ステップサンプルのAl中に最大100MPa（または40MPaの引張応力、バルクに対して約110MPaの増加）の接線方向引張応力が測定され、これはAlと鋼の間のCTE不整合に起因するものでした。半径方向圧縮応力は約-90±30MPaでした。
  • デモ軸方向サンプル（AlSi7Mg0.3/C45E）では、残留応力が測定されました。
• 接合強度と機械的特性:
  • AlSiMg合金の降伏強度は、温度上昇に伴い直線的に減少し（例：110°Cで約180MPaから500°Cで約20MPaへ）。
  • デモ軸方向サンプルの引抜き試験では、接合強度は熱処理の影響を受けることが示されました。AlSi7Mg0.3合金の時効硬化（例：165°C/2.5h、降伏強度約190MPa）は、焼ばめ圧力の増加と機械的嵌合により接合強度を向上させました。最も高い引抜き力（サンプル22で26kN）は、ピーク時効処理されたサンプルで観察されました。
  • AlSi7Mg0.3の硬度は熱的条件によって変化しました。165°Cでの時効処理は硬度を増加させましたが、より高温の処理（例：350°C）や溶体化処理は硬度を低下させました。
• 非破壊検査（LUS）:
  • レーザー超音波（LUS）は、デモ軸方向サンプル（鋼管/AlSi7Mg0.3）の界面における剥離および層間剥離を首尾よく検出しました。欠陥は、超音波の信号振幅および到達時間の変動によって特定されました。LUSは、特に管状インサートの界面品質を評価するのに有用であることが証明されました。

図の名称リスト:

• Figure 4.1 Graph of the cooling rates from 530 to 150°C at different positions in the step sample
• Figure 4.25 LOM of the rod sample 2 according to the positions indicated Figure 4.25 R (showing interface gaps, shrinkage)
• Figure 4.39 SEM micrographs showing intermetallic islands on the cross section of the rod sample 5
• Figure 4.41 Shows the intermetallic phases of the cube sample 2 (mould at RT)
• Figure 4.43 SEM micrographs showing intermetallic reactions of the cube sample 3 (AlSi7 cast, mould at the 700°C)
• Figure 4.63 Stress analysis by X-ray diffraction of the Al in the cast alloy quenched from 350°C along a radial line from the steel interface compared with stress values measured in AlSi7 without steel insert
• Figure 4.67 Pull out test of the steel tubes from the as cast and heat treated demo-axial sample: force versus displacement curves
• Figure 4.69 [70] Shows A) Scan along the surface with the position of the minimum shown, B) Ultrasonic raw data of one 360° scan (LUS results)

7. 結論:

AlSi7鋳物はα-デンドライトと共晶Al-Siから成り、二次デンドライトアーム間隔（SDA）は5-75µmで変化し、局所的な凝固速度を反映しています。冷たい鋳型または冷たい鋼製インサートの近くでは、より微細なデンドライト構造が観察されました。界面微細構造は様々で、20-30 vol%のAlSi12共晶を含んでいました。ステップ鋳造の冷却速度は40K/sから160K/sの範囲でした。

Al鋳物中の鋼製インサートは、合金が最後に凝固したか再溶解した場所で特に、収縮孔、ギャップ、気孔などの界面欠陥を示しました。LPDCステップサンプルではガス巻き込みが一般的でした。酸化物フリーの鋼との界面反応によりアルミニウム化物が形成され、これはAl-Si合金よりも純Alでより顕著でした。機械的接合は、局所的な界面反応がある場合に良好であるように見えました。

Al-Si合金の残留応力は、Siとの熱的不整合により、急冷後にα-Alで有意な圧縮応力（70±20MPa）を示しました。鋼製インサート近傍では、Alの鋼に対する収縮により、円周方向引張応力（例：40MPaの引張、約110MPaの変化）が測定されました。AlSiMgの降伏強度は温度とともに低下しました。埋め込み強度はインサート表面粗さによって提供されるようです。AlSi7Mg合金の時効硬化（約190MPa YSへ）は接合強度を向上させました。

レーザー超音波は、管状インサート界面品質の非破壊検査に有効であることが証明されました。接合品質は主に鋳造方法に依存します。鋼製インサートからの凝固開始が望ましいですが、通常は鋳型からの凝固前線と競合します。LPDCは最も欠陥の少ない界面を生成しました。高い接合強度は、欠陥がない場合の機械的嵌合（例：機械加工溝）によって達成され、弾性焼ばめが追加の接合を提供します。

8. 参考文献:

• [1] E. Totten, D. Scott, Mackenzie Hand Book of Aluminium 1, 2003
• [2] D.G. Altenpohl, Aluminium: technology, Applications and Environment, 1998
• [3] Aluminium alloy, The Aluminium Association, 1998
• [4] I.J. Polmear, Light Alloys, Metallurgy of the Light Metals (3th edition), 1995
• [5] The European Aluminium Association, www. eaa.net
• [6] K. Sears, Automotive engineering: Strategies Overview 2 (1), p. 55-68, 1997
• [7] W.S. Miller, L. Zhuang, J. Bottema, A.J. Witterbrood, P. De Smet, A. Haszler, Recent development in aluminium alloys for the automotive industry, Materials Science and Engineering A280, p. 37-49, 2000
• [8] E. Paul, DeGarmo, J.T. Black, Kohser, A. Ronal (2003). Materials and Processes in Manufacturing (9th edition). Wiley. p. 133
• [9] S.F. Pollard, Boatbuilding with aluminium, International Marine 1993
• [10] J.G. Kaufman, E.L. Rooy, Aluminium alloys castings: Properties, Processes and Applications, 2005
• [11] http://www.word-aluminium.org
• [12] G. Cole, A. Glove, R. Jeryan, G. Davies, Steel World 2 (1), p. 75-83, 1997
• [13] J. Wiley, Materials processing during casting, England 2006
• [14] S. Murali, K.S. Raman, K.S.S Murthy, Effect of magnesium, iron and solidification rates on the fracture toughness of AlSi7Mg0.3 casting alloy, Material Science Engineering 151, p. 1-10, 1992
• [15] L.F. Mondolfo, Aluminium alloys: structure and properties, 1979
• [16] J.L. Murray, A.J. McAlister, Vol.8, Metals Handbook (8th edition), p. 263, 1973
• [17] R.J. Davis, Aluminium and Aluminium alloys, ASM Specialty Book, 1994
• [18] R. A. Flinn, Fundamentals of Metal Casting, 1, 1963
• [19] W.E. Sicha, Properties of commercial casting alloys, Aluminium Vol.1- Properties, Physical Metallurgy and Phase Diagram, 4 American Society Metals, p. 277-302, 1971
• [20] F.A. Lasagni, Dissertation, Technische Universität Wien, 2006
• [21] A.K. Dahle, Heat treatment of aluminium alloys, encyclopedia of Materials Science and Technology 3, p. 1-3, 2001
• [22] M. Meier, Department of Chemical Engineering and Materials Science, 2004
• [23] G.A. Edwards, K. Stiller, G.L. Dunlop, M.J. Couper, The precipitation sequence in Al-Mg-Si alloy, Acta Materialia 46 (11) p. 3893-3904, 1998
• [24] K. Matsuba, Y. Sakaguchi, Y. Miyata, Y. Uteni, T. Sato, A. Kamilo, S. Ikeno, Metastable Phases in an Al-Si-Mg Alloy Containing Copper, Journal of Materials Science 35, p. 179-189, 2000
• [25] Heat treating, Metals Handbook (9th edition), ASM International, Metals Park Vol.4, 1981
• [26] F.A. Lasagni, M. Dumont, C. Salamida, J.A. Acuna, H.P. Degischer, Dilatometry revealing Si precipitation in Al-Si-alloys, International Journal of Materials Research, Vol.100, 2009
• [27] F.A. Lasagni, H.R. Mohammadian, A. Falahati, H.P. Degischer, Volume change of Si-containing Al-alloys during aging, 6th IFHTSE and 20th SMT Conference, Vienna 2006
• [28] F. Taghavi, S. Hasan, K. Yourself HK., Study on the effect of prolonged mechanical vibration on the grain refinement and density of A356 aluminium alloy, Material and Design 30 (5), p. 1604-1611, 2009
• [29] K.T. Chiang, N.M. Liu, T.C. Tstai, Modeling and analysis of the effects of processing parameters on the performance characteristics in the high pressure die casting process of Al-Si alloys, International Journal Advantaged Manufacturing Technology 41, p. 1076-1084, 2009
• [30] P.H. Fu, A.A. Luo, H.Y. Jiang, L.M. Peng, Y.D. Yu, C.Q. Zhai, Low pressure die casting of magnesium alloy AM50: response to process parameters, Journal Material Processing Technology 205 (1-3), p. 224-234, 2008
• [31] P.K. Seo, C.G. Kang, S,M. Lee, A study on reheating characteristic for thixio die casting process with electromagnetic stirring and extruded aluminium alloys, and their mechanical properties, International Journal Advantaged Manufacturing Technology 43 (5-6), p. 482-499, 2009
• [32] W. Young, Why die casting dies fail, 10th SDCE, International Die Casting Exposition & Congress, North American Die Casting Association, St. Louis, p. 1-7, Missouri 1979
• [33] A. Persson, S. Hogmark, J. Bergstrom, Surface and Coating Technology 191, p. 216-227, 2005
• [34] A.K. Dey, P. Poddar, K.K. Singh, K.L. Sahoo, Mechanical and wear properties of conventional gravity die cast A356 alloy, Materials Science and Engineering A 435-436, p. 521-529, 2006
• [35] W. Jiang, Z. Fan, D. Liao, D. Liu, Z. Zhao, X. Dong, Investigation of microstructure and mechanical properties of A356 aluminium alloy produced by expendable pattern shell casting process with vacuum and low pressure, Materials and Design 32, p. 926-934, 2011
• [36] M.R. Ghomashchi, A. Vikhrov, Squeeze casting: an overview, Journal of Materials Processing Technology 101, p. 1-9, 2000
• [37] G.A. Chadwick, T.M. Yue, Principles and applications of squeeze castings, Metallurgical and Materials 5 (1), p. 6-12, 1989
• [38] J.N. Pennington, Squeeze-cast parts approach performance of forgings, Mod. Met. 44 (1) 52, p. 54-60, 1988
• [39] O.G. Epanchistov, Structure and properties of metals solidified under high pressure, Russian Casting Production, p. 34-37, 1972
• [40] F. Shetata, Squeeze casting of Al-Cu and Al-Si alloys, Process. Adv. Mater 4 (3), p. 136-140, 1994
• [41] P. Balan, R.M. Pillai, K.G. Satyanarayana, B.C. Pai, The structure and properties of squeeze-cast eutectic Al-Si plates, International Journal Cast Metals Res. 6 (3), p. 131-136, 1993
• [42] M.R. Ghomashchi, K.N. Strafford, Factor influencing the production of high integrity Al-Si alloy components by die and squeeze casting process, Journal Material Processing Technology 38, p. 303-326, 1993
• [43] M. Noor, S. Jamaldian, K. Hussin, Microstructural study of Al-Si-Mg alloy reinforced with stainless steel wires composite via casting technique, American Journal of Applied Science 5 (6), p. 721-725, 2008
• [44] M. Merlin, G. Timelli, F. Bonollo, G. Garagnani, Impact behaviour of a356 alloy for low pressure die casting automotive wheels, Journal of Materials Processing Technology 209, p. 1060-1073, 2009
• [45] Q.T. Fang, D.A. Granger, Porosity formation in modified and unmodified A356 alloy castings, AFS Transaction, 97, p. 989-1000, 1989
• [46] R. Lumley, Fundamentals of aluminium metallurgy: Production, processing and applications, 2011
• [47] R. Cornell, H.K.D.H Bhadeshia, Aluminium-Silicon Castings Alloys, Set of lecture, University of Cambridge, 1995
• [48] K.J. Oswalt, M.S. Misra, Dendrite arm spacing (DAS): A nondestructive test to evaluate tensile properties of premium quality aluminium alloy (Al-Si-Mg) castings, AFS Transactions, 88, p. 845-862, 1980
• [49] H. Kaya, M. Gündüz, Dendritic growth in an aluminium-silicon alloy, ASM International, Vol.16, p. 12-21, 2007
• [50] M. Michael, H. Baker, Magnesium and Magnesium Alloys, ASM Specialty Handbook, 1999
• [51] Norsk Hydro Bulletin, Normaq; Magnesium, Pure and Alloys,
• [52] T.J. Ruden, Structural Design Trends for Magnesium Die Casting, International Symposium on Production, Refining and Fabrication of Light Metals, the Metallurgical Society of the Canadian Institute of Mining and Metallurgy, 1990
• [53] S. Housh, B. Mikucki, A. Stevenson, Selection and Application of Magnesium and Magnesium Alloys, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special Purpose Materials, Vol.2, ASM Handbook, ASM International, p. 455-479, 1991
• [54] O. Kubaschewski, Iron-Binary Phase Diagrams, Springer-Verlag Berlin, 1982
• [55] G. Eggeler, W. Auer, H.Kaesche, On the influence of silicon on the growth of the alloy layer during hot dip aluminizing, Journal of Materials 21, 1986
• [56] R.D. Bitsche, U. Noster, C. Peterlechner, F.G. Rammerstorfer: Simulation von kraft- und formschlüssigen Hybridguss-Verbindungen als Designgrundlage, Tagungsbd. d 4. Ranshofener Leichtmetalltage, LKR-Verlag, Ranshofen, p. 275-286, 2006
• [57] R.D. Bitsche, Dissertation, Technische Universität Wien, 2009
• [58] W. Fragner, ARC Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH, Internal report 2007
• [59] SEW 310: Physikalische Eigenschaften von Stählen, Taschenbuch der Stahl-Eisen-Werkstoffblätter, 1992
• [60] H.K.D.H Bhadeshia, Thermal analyses techniques. Differential thermal analysis, University of Cambridge, Material Science and Metallurgy 2002
• [61] H. Lehmann, Dilatometrie and differential thermal analysis for the evaluation of processes , 1956
• [62] K.P. Menard, Dynamic Mechanical Analysis, A Practical Introduction, Chapter 3, 1999
• [63] B. Wunderlich, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 78, 2004
• [64] www.hmi.de
• [65] C.B. Scruby, L.E. Drain, Laser Ultrasonic: Techniques and applications, Adam Hilger, 1990
• [66] J.P. Monchalin, Optical Detection of Ultrasound, IEEE Transactions on Ultrasonic, Ferroelectrics and Frequency Control, Vol. UFFC-33, No.5, p. 485-499, 1986
• [67] X. Wang, X. Xu, Thermoelastic wave induced by pulsed laser heating; Applied Physics A 73, p. 107–114, 2001
• [68] M. Schöbel, Internal report, TU Wien 2007
• [69] M. Schöbel, Internal report, TU Wien 2008
• [70] B. Reitinger, RECENDT Research Center for Non Destructive Testing GmbH, Internal report 2010
• [71] H.R.M Semnani, Dissertation, Technische Universität Wien, 2006

9. 著作権:

• 本資料は、「Dipl. Ing. Karolina Monika Zimnik」氏の論文です。「Interface of steel inserts in Al-Si alloy castings」に基づいています。
• 論文の出典: http://www.ub.tuwien.ac.at/englweb/ (この論文の承認されたオリジナル版は、ウィーン工科大学中央図書館で入手可能です。)

本資料は上記論文に基づいて要約したものであり、商業目的での無断使用を禁じます。
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