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Phase Field Simulation of Al-Fe-Mn-Si Quaternary Eutectic Solidification

NouraniNiaki, Kimiya 1; Uddagiri, Murali; Isidorio, Daysianne; Shchyglo, Oleg; Steinbach, Ingo
1 Institut für Angewandte Materialien – Mikrostruktur-Modellierung und Simulation (IAM-MMS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

This study investigates the eutectic equilibrium phases in a multicomponent system through 3-D multi-phase-field simulations. Emphasizing the directional solidification process, the work examines the growth dynamics of intermetallic phase Al$_{13}$Fe$_{4}$, a lamellar structure (FCC-A1), and a quaternary phase beta-AlMnSi from the liquid that is solidified at a specific temperature. The eutectic transformation, described by the four phase reaction L→Al$_{13}$Fe$_{4}$+FCC-A1+beta-AlMnSi, is analyzed to develop a microstructure selection map. This map correlates stable growth modes with initial system composition and lamellar spacing. The results provide detailed insights into the segregation behaviour of alloying elements and their influence on transformation kinetics, enhancing the understanding of eutectic microstructure evolution in complex alloy systems.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000180333
Veröffentlicht am 27.03.2025
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Mikrostruktur-Modellierung und Simulation (IAM-MMS)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2075-4701
KITopen-ID: 1000180333
Erschienen in Metals
Verlag MDPI
Band 15
Heft 2
Seiten 135
Vorab online veröffentlicht am 29.01.2025
Nachgewiesen in OpenAlex
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