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3D Interpenetrating Hybrid Network of Rigid Phases in an AlSi10Cu5NiFe Piston Alloy

Dedicated to Professor H. P. Degischer on the occasion of his 75th birthday
  • Z. Asghar , G. Requena und E. Boller
Veröffentlicht/Copyright: 5. Mai 2013
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Abstract

The three dimensional architecture of an AlSi10Cu5NiFe piston alloy in as-cast condition is characterized qualitatively and quantitatively by means of synchrotron tomography and light optical tomography. The same sample is used to correlate and combine the results obtained using both techniques. Synchrotron tomography reveals the long-range interconnectivity, volume fraction and shape of different aluminides present in the studied alloy. The morphology of individual aluminides and their contiguity between each other as well as with the eutectic Si is studied by light optical tomography. The eutectic Si and the Fe-aluminides show a considerable fraction of regions with platelet-like morphologies while the Cu-aluminides and Ni-aluminides show a large fraction of region with convex saddle and convex cylindrical morphologies. The aluminides and the eutectic Si form ≈ 18 vol. % three dimensional hybrid network with a long-range contiguity and interconnectivity located in the interdendritic space.

Kurzfassung

Die dreidimensionale Architektur einer AlSi10Cu4NiFe-Kolbenlegierung im Gusszustand wird mittels Synchrotron-Tomographie und lichtoptischer Tomographie sowohl qualitativ als auch quantitativ beschrieben. Die gleiche Probe wird dazu eingesetzt, um die mithilfe beider Techniken erzielten Ergebnisse zu korrelieren und zusammenzulegen. Synchrotron-Tomographie lässt die weitreichende Interkonnektivität, den Volumenanteil und die Form aller in der untersuchten Legierung vorhandenen Aluminide erkennen. Sowohl die Morphologie einzelner Aluminide und deren Kontiguität untereinander als auch mit dem eutektischen Si wird mittels lichtoptischer Tomographie untersucht. Das eutektische Si und die Fe-Aluminide weisen einen bedeutenden Anteil an Bereichen mit plättchenförmigen Morphologien auf, während die Cu-Aluminide und Ni-Aluminide einen großen Anteil eines Bereichs mit konvex sattelartigen und konvex zylindrischen Morphologien aufweisen. Die Aluminide und das eutektische Si bilden ein dreidimensionales Hybridnetzwerk mit 18 Vol.-% und weitreichender Kontiguität und Interkonnektivität im interdendritischen Raum.


Corresponding author. Tel.: +43 1 5880130823; Fax: +43 1 5880130899, E-mail:

Zahid Asghar is a materials scientist, doing his Ph.D. under the supervision of Prof. H. P. Degischer at the Institute of Materials Science and Technology, Vienna University of Technology. He is improving his skills in the field of three dimensional characterization using light optical and synchrotron tomography to investigate the influence of different architectures on the high temperature properties of AlSi-based piston alloys.

Guillermo Requena did his Ph.D. thesis (2000-2004) at the Institute of Materials Science and Technology at the Vienna University of Technology investigating the creep resistance of Al-based metal matrix composites under the supervision of Prof. H. P. Degischer. Since 2004 he has been working at the same institution on his Lecturing Qualification (Habilitation) focusing his research on the relationships between architecture and thermomechanical properties in heterogeneous lightweight materials


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Received: 2010-2-7
Accepted: 2010-3-24
Published Online: 2013-05-05
Published in Print: 2010-09-01

© 2010, Carl Hanser Verlag, München

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