Multiskalige Charakterisierung der Wechselwirkungen zwischen Mikrostruktur und Geometrie zur gezielten Anpassung der Eigenschaften offenzelliger Schäume aus Aluminiumlegierungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt hatte zum Ziel, die Produktion, die Kontrolle der Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften von aluminium-basierten Schaumstoffen und Gitterstrukturen für Anwendungen im Leichtbau in Branchen wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie zu verbessern. Zu Beginn wurden die Auswirkungen von Gießparametern wie Form- und Schmelztemperaturen auf AlSi7Mg-Schaumstoffe untersucht. Höhere Formtemperaturen verbesserten die Füllung der Form, führten jedoch aufgrund großer Siliziumpartikel und dendritischer Aluminiumkristalle zu spröden Bruchverhalten. Niedrigere Formtemperaturen förderten eine globuläre Aluminiumstruktur und eine homogener Verteilung des Siliziums, was die Duktilität und Energieaufnahme verbesserte. Die Zugabe von Strontium (Sr) zur Modifikation der Siliziumphase zeigte verbesserte mechanische Eigenschaften und reduzierte Fluktuationen der Spannungs-Dehnungs-Kurve, obwohl ein zu hoher Sr-Gehalt (800 ppm) die Eigenschaften verschlechterte. Eine Wärmebehandlung von Al-3,8%Cu und Al-4,8%Cu-Schaumstoffen führte zu einer signifikanten Erhöhung der Zugfestigkeit und Härte, wobei kleinere Ausscheidungen die Festigkeit steigerten und größere die Duktilität verringerten.Eine Wärmebehandlung (T6- Verstärkung) von A356-Schaumstoffen erhöhte die Härte und den Plateau-Stress und verbesserte die mechanischen Eigenschaften um bis zu 60%. Die Integration von 3D-gedruckten Mustern in den Gießprozess ermöglichte die Herstellung komplexer Gitterstrukturen (krz, Diamond und Kelvin), bei denen verbesserte Duktilität und Verarbeitungsmethoden zu verringerten Spitzenspannungen und besserer Energieaufnahme führten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Modification of iron intermetallic from beta phase to Chinese script phases in the ultrathin cast aluminum foams, SME Congress, Darmstadt, Topic of Accompanying and Unusual Elements in Aluminum and its Alloys.
M. Firoozbakht, A.C. Kaya, A. Blond, C. Fleck & A. Bührig-Polaczek
-
Analyzing the influence of the investment casting process parameters on microstructure and mechanical properties of open-pore Al–7Si foams. Journal of Materials Research and Technology, 23, 2123-2135.
Firoozbakht, Mahan; Blond, Aurélien; Zimmermann, Golo; Kaya, Ali Can; Fleck, Claudia & Bührig-Polaczek, Andreas
-
Proactive, Innovative, and Flexible Foundry Institute: Review of Investment Casting Researches, 63rd IFC Congress, Portoroz.
M. Firoozbakht & A. Bührig-Polaczek
-
Study of the Solidification Behavior and Homogenization Heat Treatment of the Investment-Cast Al–Cu Foams: Experimental and Modelling Investigations. The Minerals, Metals & Materials Series, 627-634. Springer Nature Switzerland.
Mohammed, Waleed; Firoozbakht, Mahan & Bührig–Polaczek, Andreas
-
Modification of open-cell cast aluminum-silicon foams with strontium. Journal of Alloys and Compounds, 1002, 175426.
Firoozbakht, Mahan; Blond, Aurélien; Fleck, Claudia; Kaya, Ali Can & Bührig-Polaczek, Andreas
-
Relation Between Tensile Strut and Compressive Foam Deformation Behavior: Failure Mechanisms and the Influence of Dendritic Versus Globular Grain Structure in an AlSi7Mg0.3 (A356) Precision‐Cast Open‐Cell Foam. Advanced Engineering Materials, 26(15).
Blond, Aurélien; Firoozbakht, Mahan; Bührig‐Polaczek, Andreas; Kaya, Ali Can & Fleck, Claudia
-
Characterization of the Deformation Behavior of Aluminum Alloy Lattice Structures Produced by Hybrid Investment Casting. InCeight Casting Congress 05-06 March 2025, Darmstadt
M. Firoozbakht, A.C. Kaya, A. Blond, C. Fleck & A. Bührig-Polaczek
-
Deformation Behavior of Aluminum Alloy Lattice Structures Produced by Hybrid Investment Casting, InCeight Casting Congress, Darmstadt.
M. Firoozbakht & A. Bührig-Polaczek
-
From nano to macro: understanding the microstructural interactions for influencing the mechanical properties of open-cell Al alloy foams, Doctoral thesis, TU Berlin
Aurélien Blond
