Thermal expansion and dimensional stability of alumina fibre reinforced aluminium alloys

Neite, G.; Mielke, S.

doi:10.1016/0921-5093(91)90868-n

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“…Die chemische Zusammensetzung dieser Legierung ist in Tabelle 1 beschrieben [9]. Kolbenkronen, die lokal mit Al 2 O 3 -Saffil-Kurzfasern verstärkt sind, werden serienmäßig eingesetzt [3,10]. Die hier untersuchten Proben wurden durch Infiltration von plattenförmigen Vorformen mit 15 vol% Kurzfasern mittels Squeeze-Casting (Technische Universität Clausthal) hergestellt [10].…”

Section: Materialbeschreibungunclassified

“…Für die Segmentierung von Phasenbereichen aus Al und aus Si mit ähn-licher Absorptionseigenschaft wurde diese Aufnahmetechnik eingesetzt [15]. Die 3D-Abbildungen wurden für (2048) 3 Voxel zu je (0,7 lm) 3 rekonstruiert.…”

Section: Mikro-tomografieunclassified

“…Volumenanteile der Verstärkungsphasen im T6S Zustand und der in dem jeweils größten, zusammenhängenden Teilchen der Phasen akkumulierten, relative Anteile. /lm 3 im Zustand T6S erhöht sich nach der Kriechbelastung nicht signifikant auf (4,5 AE 0,9)x10 -3 /lm 3 . Detailbeobachtungen der Tomografien ergaben, dass sich die Poren in den interdendritischen Bereichen, also innerhalb der hybriden Verstärkungs-struktur befinden.…”

Section: Porenentwicklungunclassified

“…Deshalb wird die Verstärkungswirkung von Fasern mit überkritischer Länge mit höherer Temperatur immer größer. Daher und wegen des durch die Fasern verminderten Ausdehnungskoeffizienten werden SFRM in hochwertigen Verbrennungsmotoren eingesetzt [3]. Im Temperaturbereich der in einer Al-Matrix wirkenden Kriechmechanismen bleiben keramische Fasern im elastischen Verformungsbereich.…”

Section: Introductionunclassified

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Entwicklung der Konnektivität der Phasen in einer kurzfaserverstärkten Aluminium‐Kolbenlegierung unter Kriechbelastung

Requena¹,

Degischer

Marks

et al. 2007

Materialwissenschaft Werkst

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Das drei-dimensionale Gefüge einer AlSi12CuMgNi-Kolbenlegierung verstärkt mit 15 vol% Al 2 O 3 -Kurzfasern wird mittels Synchrotron Mikro-Tomographie dargestellt. Der lösungsgeglühte Ausgangszustand enthält ein zusammenhängendes Netzwerk aus Kurzfasern und Fe-und Ni-reichen Primärausscheidungen, das darüber hinaus durch eine Vielzahl von Si-Brücken des Eutektikums verbunden wird. Die Konnektivität nimmt mit der Dauer der Kriechbelastung bei 300 C zu, besonders durch die Reifung der Si-Teilchen, die zu einer in sich zusammenhängenden Struktur zusammenwachsen, die mit dem bereits vorhandenen Netzwerk mit den Fasern verbunden ist. Nach 6400 h Belastungsdauer ist die Konnektivität der steifen Phasen nahezu vollständig. Die Orientierung der Fasern wird mit drei-dimensionalen Fast Fourier Transformationen analysiert, was auf keine Umorientierung der Fasern in die Lastrichtung schließen lässt. Die früher beobachtete Verfestigung des Materials während der Kriechbelastung wird mit der zunehmenden Steifigkeit der hybriden Verstärkungsstruktur erklärt.Die Proben enthalten im Ausgangszustand bereits Poren an den Grenzflächen der Verstärkungsphasen. Die Porenanzahl ändert sich während der Kriechbelastung im sekundären Kriechstadium nicht, jedoch wachsen die Poren, sodass der Porenvolumenanteil verdoppelt wird. In der a-Aluminiummatrix wurden keine Kriechporen gefunden.Schlüsselworte: Mikro-Tomografie, kurzfaserverstärkte Metalle, Kriechverformung, Hybridverstärkung, Porenbildung;The evolution of the micro-structure during creep of an AlSi12-CuMgNi piston alloy with 15 vol% of Al 2 O 3 short fibres is investigated by means of synchrotron micro-tomography. The results reveal a 3D morphology of the rigid phases in the composite: the eutectic-Si, the short fibres and the Fe-and Ni-rich intermetallic particles, which form an interconnected hybrid reinforcement. The connectivity of these phases increases during creep exposure at 300 C due to the diffusion induced ripening of Si and of the intermetallic particles. The hybrid reinforcement reaches almost complete percolation after 6400 h of creep exposure. The fibre orientation analysed by three-dimensional Fast Fourier Transformation does not indicate any reorientation of the fibres along the load direction. The formerly observed strengthening effect during creep exposure is attributed to the increasing load carrying capacity of the interconnected hybrid reinforcement.The analysis of creep damage during secondary creep stage shows the increase of the void volume fraction by a factor of 2 with respect to the void content from processing, while the number of voids per volume remains practically constant. The voids are located at interfaces of the rigid phases and not within the a-aluminium matrix.

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Section: Materialbeschreibungunclassified

Section: Mikro-tomografieunclassified

Section: Porenentwicklungunclassified

Section: Introductionunclassified

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Entwicklung der Konnektivität der Phasen in einer kurzfaserverstärkten Aluminium‐Kolbenlegierung unter Kriechbelastung

Requena¹,

Degischer

Marks

et al. 2007

Materialwissenschaft Werkst

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“…Among them, continuous fiber reinforced MMCs combining the low coefficients of thermal expansion (CTEs) of the fibrous reinforcements and the high thermal conductivities of the metallic matrices have attracted much attention for the application to aerospace industry [3][4][5][6][7][8]. Especially, continuous metallic fibers, like molybdenum (Mo), stainless steel, and tungsten, etc., have the advantages of high strength, good ductility, large flexibility, and thus easiness to weave [3,[9][10][11][12][13].…”

Section: Introductionmentioning

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Tensile properties and thermal expansion behaviors of continuous molybdenum fiber reinforced aluminum matrix composites

Chen

Lin

Chang

2006

Composites Science and Technology

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Thermal Property Characterization for a Steel Fibre Reinforced Aluminum Metal Matrix Composite (AlMMC)

Kenningley

Barnes

Withers

2013

TMS2013 Supplemental Proceedings

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Thermal expansion and dimensional stability of alumina fibre reinforced aluminium alloys

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Entwicklung der Konnektivität der Phasen in einer kurzfaserverstärkten Aluminium‐Kolbenlegierung unter Kriechbelastung

Entwicklung der Konnektivität der Phasen in einer kurzfaserverstärkten Aluminium‐Kolbenlegierung unter Kriechbelastung

Tensile properties and thermal expansion behaviors of continuous molybdenum fiber reinforced aluminum matrix composites

Thermal Property Characterization for a Steel Fibre Reinforced Aluminum Metal Matrix Composite (AlMMC)

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