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The ever-increasing requirements of the automotive industry in terms of crash performance necessitate the development of high strength modifications of the EN AW-6082 alloy. High amounts of strengthening elements such as Mg, Si, Cr, Mn, and Cu can lead to poor extrudability. The present work presents a statistical method for analysing the parameters to find the greatest degree of influencing leverage on extrudability. Additionally, some results from a second method reveal an improvement in crash performance of a given profile geometry. Small modifications of the rib junction of a two-chamber profile can lead to an improvement in crash performance

Measuring the dimensions and number density of nanoparticles dispersed in a solid matrix is usually accomplished via transmission electron microscopy (TEM) which suffers from high cost, low throughput, and small analytical volume. In comparison, scanning backscattered electron microscopy is inexpensive, requires little sample preparation, and allows for the analysis of large sample areas. However, the information depth is usually not known precisely and depends on several factors such as the composition of the nanoparticles and the matrix as well as the size of the nanoparticles, hindering the reconstruction of the actual size distribution and three-dimensional number density. Here we present a method to estimate the information depth for spherical nanoparticles of different sizes in order to accurately determine size distribution and number density. The approach is based on Monte Carlo simulation of electron trajectories in the material and analysis of the obtained backscattered electron signal-to-noise-ratio. Our experimental results are compared to those obtained via TEM and good agreement is demonstrated; this shows that TEM can be replaced by scanning electron microscopy for studying nanocomposites in many cases.

In the automotive industry Al-Mg-Si alloys are often chosen for high strength extruded profiles. However, the production of such profiles can be challenging for high alloy contents. Among several processing steps, the homogenization heat treatment before extrusion is readily accessible to modifications to improve high temperature formability. In this work, the influence of five different homogenization variants on the flow stress of AA6082 at elevated temperatures was assessed by compression testing in a deformation dilatometer at 450 °C, 480 °C, and 510 °C. The observed differences in flow stress were interpreted with regards to the microstructure. Samples from billets homogenized at higher soak temperatures exhibited lower hot flow stresses in subsequent dilatometer testing, indicating better processability. Since the decrease in flow stress is approximately constant at all test temperatures, it is suggested that it is due to a lower number density of relatively temperature-stable α-Al(Mn,Fe)Si dispersoids formed during homogenization at higher temperatures; these dispersoids are stable at all three test temperatures. In contrast, the influence of a cooling rate variation was relatively minor and diminishes at higher test temperatures since Mg-Si precipitates – whose size and number density is affected by changes of the cooling rate – are less stable at the higher test temperatures.

Characterization of Mg-Si precipitates is crucial for optimizing the homogenization heat treatment of Al-Mg-Si alloys. Although sample preparation is key for high quality scanning electron microscopy imaging, most common methods lead to dealloying of Mg-Si precipitates. In this article we systematically evaluate different sample preparation methods: mechanical polishing, etching with various reagents, and electropolishing using different electrolytes. We demonstrate that the use of a nitric acid and methanol electrolyte for electropolishing a homogenized Al-Mg-Si alloy prevents the dissolution of Mg-Si precipitates, resulting in micrographs of higher quality. This preparation method is investigated in depth and the obtained scanning electron microscopy images are compared with transmission electron micrographs: the shape and size of Mg-Si precipitates appear very similar in either method. The scanning electron micrographs allow proper identification and measurement of the Mg-Si phases including needles with lengths of roughly 200 nm. These needles are β″ precipitates as confirmed by high resolution transmission electron microscopy.

Kurzfassung Die Präparation von monolitischen metallischen Werkstoffen für die spätere metallografische Bewertung ist gängige Praxis. Die Schliffherstellung von Werkstoffhybriden ist allerdings schwieriger. Gründe hierfür sind unterschiedliches Werkstoffverhalten hinsichtlich mechanischer Beanspruchung (Abrasion beim Schleifen und Polieren) sowie chemisches Verhalten bei anschließenden Ätzungen. Werkstoffverbunde werden allerdings immer öfter sowohl im wissenschaftlichen als auch im industriellen Umfeld nachgefragt und eingesetzt. Um die Qualität dieser Werkstoffverbunde, insbesondere die der Fügestelle, zu prüfen und zu charakterisieren werden diese Verbunde metallografisch untersucht. Daher ist eine Adaption der metallografischen Verfahren an das jeweilige System notwendig. Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Charakterisierung des Systems Aluminium-Eisen und der etwaigen auftretenden intermetallischen Phasen, auch im Mehrkomponentensystem bei Legierungen. Die dabei auftretenden Herausforderungen werden dargestellt und anschließend eine Verfahrensroute zur Erstellung hochqualitativer Ergebnisse für die Beurteilung des Verbunds vom Schliff bis zur rasterelektronischen Aufnahme aufgezeigt.

SiC-Partikel sind effektive Kornfeiner fur Mg-Al-Legierungen. In Legierungen mit geringen Aluminiumkonzentrationen ist die starkste Reduktion in der Korngrose zu beobachten, wenn ein effektiver Kornfeiner zugegeben wird. Aus diesem Grund wurden die Versuche mit einer kommerziellen HP AZ31 durchgefuhrt. Durch die Zugabe von SiC-Partikeln steigt der Gehalt an Mg2Si-Phasen an, und unter Einbezug von Phasengleichgewichten kann angenommen werden, dass sich die SiC-Partikel in Al4C3-Partikel umwandeln. Diese stehen der Kornfeinung von Mg-Al-Legierungen als aktiver Keim zur Verfugung, denn die Gitterfehlpassung zwischen Al4C3, SiC und Magnesium liegt fur alle im Bereich von ca. 4 %. Die in den Laborgiesversuchen erzielten guten, reproduzierbaren Kornfeinungsergebnisse bei Verwendung von SiC als Kornfeiner wurden an einer industriellen Vertikalstranggiesanlage verifiziert. Der Einfluss der Giesgeschwindigkeit und des Einsatzes von SiC zur Kornfeinung wurde uber den Querschnitt des Stranggussbolzens untersucht. Eine hohere Giesgeschwindigkeit verringert die Korngrose am Rand des Bolzens von nicht korngefeinten Legierungen, verschlechtert aber den Korngrosenverlauf uber den Querschnitt. Dieser inhomogene Verlauf ist nicht akzeptabel. Nach der Zugabe von SiC-Partikeln stellt sich ein homogener Korngrosenverlauf uber den Querschnitt ein, unabhangig von der Giesgeschwindigkeit.

SiC particles are effective grain refiners in Mg-Al alloys. Several investigations, from different researchers, into their effect on a range of alloys with different Al contents has been undertaken and it has been found that the greatest reduction in grain size occurs in alloys having low Al contents. Performing grain refinement studies on a range of alloy contents also allows for further investigation into the mechanisms of grain refinement. It was found that the size of the SiC particles is also important in magnesium grain refinement. However, the presence of Mg2Si in the microstructure and the consideration of phase equilibria suggest that SiC can transform into other binary or ternary carbides. If such carbides are formed, they may also act as an effective grain refiner for Mg-Al alloys. In this study, the possibility of formation of new carbides (Al4C3, Al2MgC2, Mn7C3, Mg2C, Mg2C3, Al2CO etc.) and their ability to be good grain refiners for Mg-Al alloys is discussed.

Kurzfassung Kohlenstofffaser-Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe sind attraktive Kandidaten für Bauteile, die einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bei gleichzeitig hoher Wärmeleitfähigkeit aufweisen müssen. Die Herstellung von Aluminium-Kohlenstoff-Verbund-werkstoffen erfolgt durch Gasdruckinfiltration in einem Autoklav. Die wichtigsten Herstellungsparameter sind die Schmelzetemperatur und die Zeit, in der die Fasern mit der Aluminiumschmelze in Berührung stehen. Wenn eine Reaktion von flüssigem Aluminium mit den Kohlefasern auftritt, können Aluminiumkarbide gebildet werden, diese schwächen den Verbund enorm. Die Schwierigkeit in der Präparation dieser kleinen Karbide liegt darin, dass diese wasserlöslich sind und nur im Faser/Matrix-Interfacebereich zu finden sind. Es muss daher besonders auf Wasserfreiheit geachtet werden. Die Metallographie ist ein entscheidender Baustein zur Beurteilung der Qualität von Kohlenstofffaser verstärkten Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen. Sie ist leicht anzuwenden und lässt Rückschlüsse auf die Verbundeigenschaften zu. Mit Hilfe der Metallographie lassen sich Herstellungsparameter eingrenzen und geeignete Fasersorten selektieren.

The addition of SiC particles effectively grain refined a range of Mg-Al alloys. The greatest reductions in grain size were found for the alloys with lower Al contents. The presence of Mg2Si in the microstructure after that SiC addition, and consideration of phase equilibria suggested that the SiC transforms to Al4C3, and this is the actual nucleant. The addition of Mn poisoned the grain refining effect of the SiC addition, probably due to the formation of less potent Al-Mn-carbides. (c) 2006 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Aluminium extrudate used for safety parts in cars need to exhibit high yield strength and ductility, a combination that is not easily achieved. In this work, the mechanical properties and microstructure of profiles with a yield strength greater than 280MPa achieved by two different artificial ageing treatments were studied. Profiles from one of the heat treatments performed well in quasi-static compression testing while those from the other heat treatment clearly failed. The batch of profiles that failed showed higher uniform elongation in tensile testing but a lower reduction in area. However, the difference in bending angles in the three-point-bending test were not as pronounced. Microscopic investigation of polished sections and fracture surfaces revealed that failure is dominated by the fracture of intermetallic phases resulting in voids. The growth and coalescence of these voids is facilitated by another population of smaller voids within the matrix, presumably nucleating at secondary phases.