Leichte Legierungen aus Aluminium (Al), Magnesium (Mg) und Titan (Ti) werden zunehmend in der Transport- und Fertigungsindustrie verwendet, um den Energieverbrauch sowie den CO2-Fußabdruck zu reduzieren.Fig. 1 (DuckerFrontier, 2020) zeigt, dass der Einsatz von Al im Automobilsektor ein enormes Wachstum verzeichnet hat; von 84 Pfund pro Fahrzeug im Jahr 1975 ₹ 459 Pfund im Jahr 2020 und 570 Pfund Prognose für 2030,mit dem größten Teil der Al-Verwendung als GusseinheitenAlle Sektoren der Herstellung leichter Legierungen haben ein deutliches Wachstum erlebt, insbesondere die Metallgussindustrie.
Das erste Gießen von Metallen (Gold) kann tatsächlich auf etwa 4000 v. Chr. zurückgeführt werden, obwohl ein Kupferfrosch das älteste bestehende Gießen ist, das derzeit auf etwa 3200 v. Chr. zurückgeht (Olsen, 2020). Modern casting technologies are providing components in practically every industrial application notwithstanding solidification is the starting point for every wrought or powder product for downstream manufacturingDie jährliche weltweite Metallgussproduktion betrug im Jahr 2019 etwa 109 Millionen Tonnen, davon etwa 17 Millionen Tonnen.205Die fünf größten Gießproduktionsländer sind China, Indien, die USA, Japan und Deutschland.Die Metallgussindustrie ist ein Grundpfeiler für nahezu alle Produktionsaktivitäten., und Leichtlegierungstechnologien sind für die Nachhaltigkeit der Fertigungs- und Transportindustrie auf der ganzen Welt von entscheidender Bedeutung.
Konventionelle gegossene Al-, Mg- und Ti-Legierungen sowie ihre Schmelz- und Gießverfahren sind in den ASM-Handbüchern gut dokumentiert (Avedesian und Baker, 1999, Viswanathan et al., 2008, Anderson et al., 2018),und mehrere Monographien über Aluminium (Kaufman und Rooy), 2004), Magnesium (Sahoo, 2011) und Titan (Lütjering und Williams, 2007).Die Grundsätze der Verfestigung von Gusslegierungen und herkömmlichen Gussverfahren wurden in mehreren seit den 1960er Jahren veröffentlichten Büchern dokumentiert (Chalmers, 1964, Flemings, 1974, Kurz und Fisher, 1984, Stefanescu, 2002, Dantzig und Rappaz, 2009). A recent review by Campbell (2020) provided a critical assessment of various casting processes in terms of defect formation specifically bifilms and cracks in castings as well as their negative effects on mechanical properties of castings.
Hier bieten wir eine umfassende und kritische Überprüfung der Entwicklungen und Innovationen, die in den letzten zwei Jahrzehnten im Leichtmetallbau entstanden sind,Gießtechnologien und aufstrebende Prozesse auf der Grundlage von Verfestigung, wobei der Schwerpunkt auf Prozessverbesserungen liegt, um einige grundlegende Probleme im Zusammenhang mit der Defektbildung bei herkömmlichen Gießprozessen zu überwinden.Konstruktion und Herstellung von mehreren Materialien, additive Fertigung und die Anwendungen der integrierten computergestützten Materialtechnik (ICME) in der Legierungskonstruktion, Fertigung und Produktentwicklung.
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