Alterungsvorgänge bei Zinkdruckgusslegierungen

Druckgussbauteile aus der Zinklegierung ZnAl4Cu1 weisen Alterungserscheinungen in Form von zeitlich abhängigen Veränderungen in der Maßhaltigkeit und den mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit, Dehngrenze, Härte) auf. In [Giesserei 98 (2011) Nr. 7, S. 20-32] wurde ausführlich über die Literatur und die systematische Auswertung der mechanischen Eigenschaften von Zinkdruckgusslegierungen berichtet. In diesem Beitrag wird der Fokus auf die im Gefüge ablaufenden mikroskopischen Prozesse gelegt, die bisher nicht oder nur unzureichend analysiert wurden. Das Ziel der hier beschriebenen Untersuchungen ist die Darstellung des Alterungsprozesses der Zinkdruckgusslegierung ZnAl4Cu1. Dazu wurden die während der Alterung ablaufenden Phasenänderungen im Gefüge durch den Einsatz metallographischer Methoden (Lichtmikroskop, Transmissionselektronenmikroskop) in einem umfassenden Versuchsprogramm in verschiedenen Alterungszuständen analysiert. Die chemische Zusammensetzung der Phasen im Gefüge und deren Veränderung während des Alterungsprozesses wurden mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie quantifiziert. Die Durchführung der Untersuchungen erfolgte an Proben im Gusszustand, nach künstlicher Alterung durch Wärmebehandlung und an natürlich gealterten Proben. Die während der Alterung auftretenden Maßänderungen wurden mittels dilatometrischer Untersuchungen an künstlich gealterten Proben in situ gemessen.