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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 10/2014

01.09.2014

Eutectic Morphology of Al-7Si-0.3Mg Alloys with Scandium Additions

verfasst von: Phromphong Pandee, C. M. Gourlay, S. A. Belyakov, Ryota Ozaki, Hideyuki Yasuda, Chaowalit Limmaneevichitr

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 10/2014

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Abstract

The mechanisms of Al-Si eutectic refinement due to scandium (Sc) additions have been studied in an Al-7Si-0.3Mg foundry alloy. The evolution of eutectic microstructure is studied by thermal analysis and interrupted solidification, and the distribution of Sc is studied by synchrotron micro-XRF mapping. Sc is shown to cause significant refinement of the eutectic silicon. The results show that Sc additions strongly suppress the nucleation of eutectic silicon due to the formation of ScP instead of AlP. Sc additions change the macroscopic eutectic growth mode to the propagation of a defined eutectic front from the mold walls opposite to the heat flux direction similar to past work with Na, Ca, and Y additions. It is found that Sc segregates to the eutectic aluminum and AlSi2Sc2 phases and not to eutectic silicon, suggesting that impurity-induced twinning does not operate. The results suggest that Sc refinement is mostly caused by the significantly reduced silicon nucleation frequency and the resulting increase in mean interface growth rate.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat F. Yilmaz and R. Elliott: J. Mater. Sci., 1989, vol. 24, pp. 2065-70.CrossRef F. Yilmaz and R. Elliott: J. Mater. Sci., 1989, vol. 24, pp. 2065-70.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat W. Prukkanon, N. Srisukhumbowornchai and C. Limmaneevichitr: J. Alloys Compd., 2009, vol. 487, pp. 453-57.CrossRef W. Prukkanon, N. Srisukhumbowornchai and C. Limmaneevichitr: J. Alloys Compd., 2009, vol. 487, pp. 453-57.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat W. Prukkanon, N. Srisukhumbowornchai and C. Limmaneevichitr: J. Alloys Compd., 2009, vol. 477, pp. 454-60.CrossRef W. Prukkanon, N. Srisukhumbowornchai and C. Limmaneevichitr: J. Alloys Compd., 2009, vol. 477, pp. 454-60.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat U. Patakham, J. Kajornchaiyakul and C. Limmaneevichitr: J. Alloys Compd., 2013, vol. 575, pp. 273-84.CrossRef U. Patakham, J. Kajornchaiyakul and C. Limmaneevichitr: J. Alloys Compd., 2013, vol. 575, pp. 273-84.CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat J.H. Li and P. Schumacher: Int. J. Cast Met. Res., 2012, vol. 25, pp. 347-57.CrossRef J.H. Li and P. Schumacher: Int. J. Cast Met. Res., 2012, vol. 25, pp. 347-57.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat A. Knuutinen, K. Nogita, S.D. McDonald, and A.K. Dahle: J. Light Metals., 2001, pp. 229–40. A. Knuutinen, K. Nogita, S.D. McDonald, and A.K. Dahle: J. Light Metals., 2001, pp. 229–40.
8.
9.
Zurück zum Zitat S.Z. Lu and A. Hellawell: J. Cryst. Growth, 1985, vol. 73, pp. 316-28.CrossRef S.Z. Lu and A. Hellawell: J. Cryst. Growth, 1985, vol. 73, pp. 316-28.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat S.Z. Lu and A. Hellawell: Metall. Trans. A, 1987, vol. 18, pp. 1721-33.CrossRef S.Z. Lu and A. Hellawell: Metall. Trans. A, 1987, vol. 18, pp. 1721-33.CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat K. Nogita, H. Yasuda, A. Takeuchi, K. Yoshida, Y. Suzuki, K. Uesugi and A.K. Dahle: Scripta Mater., 2006, vol. 55, pp. 787-90.CrossRef K. Nogita, H. Yasuda, A. Takeuchi, K. Yoshida, Y. Suzuki, K. Uesugi and A.K. Dahle: Scripta Mater., 2006, vol. 55, pp. 787-90.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat K. Nogita, H. Yasuda, M. Yoshiya, S.D. McDonald, K. Uesugi, A. Takeuchi and Y. Suzuki: J. Alloys Compd., 2010, vol. 489, pp. 415-20.CrossRef K. Nogita, H. Yasuda, M. Yoshiya, S.D. McDonald, K. Uesugi, A. Takeuchi and Y. Suzuki: J. Alloys Compd., 2010, vol. 489, pp. 415-20.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat A.K. Dahle, K. Nogita, J.W. Zindel, S.D. McDonald and L.M. Hogan: Metall. Mater. Trans. A, 2001, vol. 32A, pp. 949-60.CrossRef A.K. Dahle, K. Nogita, J.W. Zindel, S.D. McDonald and L.M. Hogan: Metall. Mater. Trans. A, 2001, vol. 32A, pp. 949-60.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat A.K. Dahle, K. Nogita, S.D. McDonald, C. Dinnis and L. Lu: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vol. 413–414, pp. 243-48.CrossRef A.K. Dahle, K. Nogita, S.D. McDonald, C. Dinnis and L. Lu: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vol. 413–414, pp. 243-48.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat K. Nogita, A. Knuutinen, S.D. McDonald, and A.K. Dahle: J. Light Met., 2001, pp. 219–28. K. Nogita, A. Knuutinen, S.D. McDonald, and A.K. Dahle: J. Light Met., 2001, pp. 219–28.
17.
Zurück zum Zitat K. Nogita, S.D. McDonald, J.W. Zindel and A.K. Dahle: Mater. Trans., 2001, vol. 42, pp. 1981-86.CrossRef K. Nogita, S.D. McDonald, J.W. Zindel and A.K. Dahle: Mater. Trans., 2001, vol. 42, pp. 1981-86.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat P.B. Crosley and L.F. Mondolfo: Mod. Cast, 1966, vol. 49, pp. 99-100. P.B. Crosley and L.F. Mondolfo: Mod. Cast, 1966, vol. 49, pp. 99-100.
19.
Zurück zum Zitat Chin-Yu Yeh, Z.W. Lu, S. Froyen and Alex Zunger: Phys. rev. B, 1992, vol. 46, p. 10086-97.CrossRef Chin-Yu Yeh, Z.W. Lu, S. Froyen and Alex Zunger: Phys. rev. B, 1992, vol. 46, p. 10086-97.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat D.M. Toebbens, N. Stuesser, K. Knorr, H.M. Mayer and G. Lampert: Mater. Sci. Forum, 2001, vol. 378, pp. 288-93.CrossRef D.M. Toebbens, N. Stuesser, K. Knorr, H.M. Mayer and G. Lampert: Mater. Sci. Forum, 2001, vol. 378, pp. 288-93.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat K. Nogita, S.D. McDonald, K. Tsujimoto, K. Yasuda and A.K. Dahle: J. Electron Microsc., 2004, vol. 53, pp. 361-69.CrossRef K. Nogita, S.D. McDonald, K. Tsujimoto, K. Yasuda and A.K. Dahle: J. Electron Microsc., 2004, vol. 53, pp. 361-69.CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat T.H. Ludwig, E. Schonhovd Dæhlen, P.L. Schaffer and L. Arnberg: J. Alloys Compd., 2014, vol. 586, pp. 180-90.CrossRef T.H. Ludwig, E. Schonhovd Dæhlen, P.L. Schaffer and L. Arnberg: J. Alloys Compd., 2014, vol. 586, pp. 180-90.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Y.H. Cho, H.C. Lee, K.H. Oh and A.K. Dahle: Metall. Mater. Trans. A, 2008, vol. 39A, pp. 2435-48.CrossRef Y.H. Cho, H.C. Lee, K.H. Oh and A.K. Dahle: Metall. Mater. Trans. A, 2008, vol. 39A, pp. 2435-48.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat L. Lu, K. Nogita, S.D. McDonald and A.K. Dahle: JOM J. Miner. Met. Mater. Soc., 2004, vol. 56, pp. 52-58.CrossRef L. Lu, K. Nogita, S.D. McDonald and A.K. Dahle: JOM J. Miner. Met. Mater. Soc., 2004, vol. 56, pp. 52-58.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat M.M. Makhlouf: in Solidification Science and Technology, Proceedings of the John Hunt International Symposium, Z. Fan and I.C. Stone, eds., Brunel University Press, UK, 2011, pp. 193–203. M.M. Makhlouf: in Solidification Science and Technology, Proceedings of the John Hunt International Symposium, Z. Fan and I.C. Stone, eds., Brunel University Press, UK, 2011, pp. 193–203.
27.
28.
Zurück zum Zitat V. de L. Davies and J.M. West: J. Inst. Met., 1964, vol. 92, p. 175-80. V. de L. Davies and J.M. West: J. Inst. Met., 1964, vol. 92, p. 175-80.
29.
Zurück zum Zitat H. Nakae: in Solidification and Casting, B. Cantor and K. O’Reilly, eds., Institute of Physics Publishing, Bristol, UK, 2003, pp. 326–38. H. Nakae: in Solidification and Casting, B. Cantor and K. O’Reilly, eds., Institute of Physics Publishing, Bristol, UK, 2003, pp. 326–38.
30.
Zurück zum Zitat P. Srirangam, M.J. Kramer and S. Shankar: Acta Mater., 2011, vol. 59, pp. 503-13.CrossRef P. Srirangam, M.J. Kramer and S. Shankar: Acta Mater., 2011, vol. 59, pp. 503-13.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat P. Srirangam, S. Chattopadhyay, A. Bhattacharya, S. Nag, J. Kaduk, S. Shankar, R. Banerjee and T. Shibata: Acta Mater., 2014, vol. 65, pp. 185-93.CrossRef P. Srirangam, S. Chattopadhyay, A. Bhattacharya, S. Nag, J. Kaduk, S. Shankar, R. Banerjee and T. Shibata: Acta Mater., 2014, vol. 65, pp. 185-93.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat K. Nogita, S.D. McDonald and A.K. Dahle: Mater. Trans., 2004, vol. 45, pp. 323-26.CrossRef K. Nogita, S.D. McDonald and A.K. Dahle: Mater. Trans., 2004, vol. 45, pp. 323-26.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat L.L. Rokhlin, N.R. Bochvar, O.V. Rybal’chenko, I.E. Tarytina and A.V. Sukhanov: Russ. Metall., 2012, vol. 2012, pp. 606-11.CrossRef L.L. Rokhlin, N.R. Bochvar, O.V. Rybal’chenko, I.E. Tarytina and A.V. Sukhanov: Russ. Metall., 2012, vol. 2012, pp. 606-11.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat L.S. Toropova, D.G. Eskin, M.L. Kharakterova, and T.V. Dobatkina: Advance Aluminum Alloys containing Scandium: Structure and Properties, Gordon and Breach Science, Amsterdam, 1998. L.S. Toropova, D.G. Eskin, M.L. Kharakterova, and T.V. Dobatkina: Advance Aluminum Alloys containing Scandium: Structure and Properties, Gordon and Breach Science, Amsterdam, 1998.
35.
36.
37.
Zurück zum Zitat C.R. Ho and B. Cantor: Acta Metall. Mater., 1995, vol. 43, pp. 3231-46.CrossRef C.R. Ho and B. Cantor: Acta Metall. Mater., 1995, vol. 43, pp. 3231-46.CrossRef
38.
Zurück zum Zitat A.L. Greer, A.M. Bunn, A. Tronche, P.V. Evans and D.J. Bristow: Acta Mater., 2000, vol. 48, pp. 2823-35.CrossRef A.L. Greer, A.M. Bunn, A. Tronche, P.V. Evans and D.J. Bristow: Acta Mater., 2000, vol. 48, pp. 2823-35.CrossRef
39.
41.
42.
Zurück zum Zitat B. Aronsson, T. Lundström, and S. Rundqvist: Borides, Silicides, and Phosphides: A Critical Review of Their Preparation, Properties and Crystal Chemistry, Wiley, New York, 1965. B. Aronsson, T. Lundström, and S. Rundqvist: Borides, Silicides, and Phosphides: A Critical Review of Their Preparation, Properties and Crystal Chemistry, Wiley, New York, 1965.
43.
Zurück zum Zitat A.T. Tyvanchuk, T.I. Yanson, and B. Kotur: Russ. Metall., 1988, pp. 190–92. A.T. Tyvanchuk, T.I. Yanson, and B. Kotur: Russ. Metall., 1988, pp. 190–92.
44.
Zurück zum Zitat J.Y. Chang and H.S. Ko: J. Mater. Sci. Lett., 2000, vol. 19, pp. 197-99.CrossRef J.Y. Chang and H.S. Ko: J. Mater. Sci. Lett., 2000, vol. 19, pp. 197-99.CrossRef
45.
Zurück zum Zitat K. Nogita, S. Ockert, J. Pierce, M. C. Greaves, C. M. Gourlay and A. K. Dahle: Int. J. Hydrogen Energy, 2009, vol. 34, pp. 7686-91.CrossRef K. Nogita, S. Ockert, J. Pierce, M. C. Greaves, C. M. Gourlay and A. K. Dahle: Int. J. Hydrogen Energy, 2009, vol. 34, pp. 7686-91.CrossRef
46.
Zurück zum Zitat K. Nogita, J. Drennan and A.K. Dahle: Mater. Trans., 2003, vol. 44, pp. 625-28.CrossRef K. Nogita, J. Drennan and A.K. Dahle: Mater. Trans., 2003, vol. 44, pp. 625-28.CrossRef
47.
Zurück zum Zitat K. Fisher, W. Kurz (1986) Fundamentals of Solidification. Trans Tech Publications, Lausanne. K. Fisher, W. Kurz (1986) Fundamentals of Solidification. Trans Tech Publications, Lausanne.
Metadaten
Titel
Eutectic Morphology of Al-7Si-0.3Mg Alloys with Scandium Additions
verfasst von
Phromphong Pandee
C. M. Gourlay
S. A. Belyakov
Ryota Ozaki
Hideyuki Yasuda
Chaowalit Limmaneevichitr
Publikationsdatum
01.09.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 10/2014
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-014-2395-x

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