The effect of manganese additions on the structure changes proceeding in rapidly solidified Al-Cu alloys

The effect of Mn additions (0… 2 wt%) on the decomposition of rapidly solidified Al‐4.0 wt% Cu alloys (cooling rate 103 to 104 K/s; LQ treatment) were studied during ageing between RT and 450 °C by hardness, X‐ray methods and electron microscopy. The results were compared with alloys homogenized in the region of the solid solution (SQ treatment). (i) The LQ treatment results in a quite better homogeneous distribution of the alloyed elements than the SQ one, that is less particles of intermetallic phases are present in the ascast state. (ii) At T < 250 °C Mn additions affect the decomposition kinetics by trapping of vacancies (retardation) and the diminution of the solubility of Cu atoms (acceleration). The first effect dominates in the stage of G.P. zone formation, the second one during precipitation of intermediate phases. (iii) At T ≧ 300 °C the intermetallic compound Cu2Mn3Al20 forms associated with a significant increase of the hardness. Der Einfluß von Mn‐Zugaben (0… 2 wt%) auf die Entmischung schnell kristallisierter Al‐4.0 wt% Cu‐Legierungen (Abkühlgeschwindigkeit von 103 bis 104 K/s; LQ‐Behandlung) wurde mittels Härtemessungen, Röntgenmethoden und Elektronenmikroskopie während der Alterung zwischen RT und 450 °C untersucht. Die Ergebnisse wurden mit Legierungen verglichen, die aus dem Bereich der homogenen festen Lösung abgeschreckt wurden (SQ‐Behandlung). (i) Die LQ‐Behandlung ergibt eine wesentlich bessere homogene Verteilung der Legierungselemente im eingeschreckten Zustand als die SQ‐Behandlung, d. h. es sind weniger Ausscheidungen intermetallischer Phasen vorhanden. (ii) Bei T < 250 °C beeinflussen die Mn‐Zugaben die Entmischungskinetik durch Leerstelleneinfang (Verzögerung) und Verminderung der Löslichkeit der Cu‐Atome (Beschleunigung). Der erste Effekt dominiert im Bereich der Bildung von GP‐Zonen, der zweite bei der Bildung von Zwischenphasen. (iii) Bei T ≧ 300 °C bildet sich die intermetallische Cu2Mn3Al20‐Phase, die eine bedeutende Härteerhöhung bewirkt.