Neubewertung des Aluminium-Zinn Phasendiagramms im Bereich niedriger Zinnanteile

Abstract

Diese Diplomarbeit behandelt das Phasendiagramm der binären Aluminium-Zinn Legierung mit geringen Zinnanteilen. Das Besondere hierbei ist, dass die Zinnphase bei Temperaturen über 231,9C flüssig in der festen Aluminiummatrix vorliegt, was Diffusion und Porenbildung maßgeblich beeinflusst. Es werden die Zinnausscheidung von fünf unterschiedlichen Legierungen (0,005; 0,01; 0,02; 0,03 und 0,04at%) bei variierender Glühtemperatur und -dauer sowohl im Lichtmikroskop als auch im Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht. Zusätzlich wird das zur Bestimmung der notwendigen Temperaturen benötigte Phasendiagramm mittels MatCalc simuliert und mit dem in der Literatur vorhandenen vergleichen. Mittels Vorversuchen konnte gezeigt werden, dass sich die Zinnpartikel kugelförmig an Korngrenzen und Fehlstellen abscheiden und dadurch, unter anderem, die Korrosionsbeständigkeit herabsetzen. Ein exakter Nachweis von Zinnpartikeln ist mit diesem Phänomen nur bedingt möglich, da verringerte Korrosion auch in Legierungen ohne Zinnpartikel an den Korngrenzen beobachtet werden konnte. Außerdem zeigen die Versuche, dass die lichtmikroskopische Auswertung zu ungenau ist und für die genaue Bestimmung des Auflösungszeitpunkts die Rückstreuelektronen des REM verwendet werden sollten. Die Auswertung ergab, dass die experimentellen Daten für die niedriglegierten Proben(0,005; 0,01; 0,02) sehr gut mit den simulierten Daten übereinstimmen. Dies konnte jedoch für Proben mit höheren Zinngehalten nicht bestätigt werden, die Literaturdaten passen hier besser.

This diploma thesis deals with the phase diagram of the binary aluminum-tin alloy with low tin contents. Special about this is, that the tin phase is liquid in the solid aluminum matrix at temperatures above 231.9 C, which has a significant influence on diffusion and pore formation. The tin precipitate of five different alloys (0.005; 0.01; 0.02; 0.03 and0.04at%) with varying annealing temperature and duration are examined both in the light microscope and in the scanning electron microscope (SEM).In addition, the phase diagram is simulated using MatCalc and compared with that available in the literature to determine the necessary annealing temperatures. Preliminary tests have shown that the tin particles deposit spherically at grain boundaries and imperfections, thereby reducing the corrosion resistance of the alloy. The detection of tin particles is only possible to a limited extent with this phenomenon, since reduced corrosion could also be observed in alloys without precipitated tin particles at the grain boundaries. Furthermore, the tests showed that the light microscopic evaluation is too imprecise and that the backscattered electrons of the SEM should be used for the exact determination of the time of dissolution. The evaluation showed that the experimental data for the lower alloyed samples (0.005;0.01; 0.02) match the simulated data rather well. However, this could not be confirmed with higher tin contents, the literature data fits better here. Fachgebiet für die Bibliothek: 51 Werkstoffkunde => 51.54 Nichteisenmetalle und ihre Legierungen