Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 28: Wachstum

M 28.5: Fachvortrag

Freitag, 15. März 2002, 12:30–12:45, H8

Phasenfeldsimulation der gerichteten Erstarrung der ternären eutektischen Legierung AlAgCu — •Markus Apel, Bernd Böttger und Ingo Steinbach — Access e.V., Intzestr. 5, 52072 Aachen

Bei der gerichteten Erstarrung eutektischer Legierungen bilden sich lamellare oder faserige Gefüge aus. Diffusion und Grenzflächenenergie bestimmen die Strukturgrössen. Für binäre Legierungen existieren sowohl analytische Lösungen des Diffusionsproblems als auch weiterführende Ansätze, die die Strukturentwicklung beschreiben. Dagegen ist die Strukturbildung in mehrkomponentigen eutektischen Legierungen kaum verstanden.

Mit einem für die Behandlung beliebig vieler Phasen und Legierungskomponenten entwickeltes Phasenfeldmodell wird hier die gerichtete Erstarrung der ternären eutektischen Legierung AlAg0.15Cu0.13 simuliert. Die räumliche Verteilung der drei festen Phasen α β γ, deren zeitliche Entwicklung und das Diffusionsfeld der einzelnen Legierungskomponenten können berechnet werden. Phasengleichgewichte werden mit Hilfe einer lokalen Linearisierung des Phasendiagramms dargestellt.

Ergebnisse von 2D Rechnungen zeigen lamellares Wachstum der drei Festphasen aus der Schmelze. Im Gegensatz zu binären Legierungen, in dem es nur eine mögliche Stapelfolge α β der beiden festen Phasen gibt, können für mehrkomponentige Legierungen beliebig viele Sequenzen aus α β γ realisiert werden. Anhand von Beispielen wird der Einfluss der Stapelfolge auf die solutale Unterkühlung der Phasengrenze und somit auf die Strukturauswahl untersucht.