Kurzzeit-Wärmebehandlung von AlMgSi-Legierungen: Phasenumwandlungen und mechanische Eigenschaften
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Beschreibung
Die lokale Kurzzeit-Wärmebehandlung (KZWB) wurde entwickelt, um die Kaltverformungseigenschaften von Aluminiumwerkstoffen zu verbessern. Durch lokal unterschiedliche mechanische Eigenschaften kann der Materialfluss während einer Kaltumformung verbessert, die kritische Umformzone entlastet und somit die Umformbarkeit erhöht werden. Eine KZWB mittels Laser bietet die Möglichkeit, eine lokal sehr begrenzte Wärmeeinbringung zu realisieren und den Werkstoff lokal zu entfestigen. Für Blechwerkstoffe ist diese Technik bereits zur Serienreife entwickelt und unter dem Namen Tailored Heat Treated Blanks (THTB) bekannt. Tailored Heat Treated Profiles (THTP) sind hingegen bisher wenig erforscht. Im Rahmen dieser Arbeit werden die mikrostrukturellen Veränderungen während unterschiedlicher KZWB der aushärtbaren Legierungen EN AW 6060 T4 sowie EN AW 6082 T4 untersucht. Dafür wird das Auflösungs- und Ausscheidungsverhalten mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) über einen großen Temperatur- und Erwärmgeschwindigkeitsbereich aufgenommen. Die mechanischen Eigenschaften während unterschiedlicher Kurzzeit-Wärmebehandlungen werden mittels thermo-mechanischer Analyse durch Zugversuche bestimmt. Die Veränderungen der mechanischen Eigenschaften werden mit dem Ausscheidungs- und Auflösungsverhalten aus der thermischen Analyse korreliert. Aus diesen Ergebnissen wird ein Wärmebehandlungsprozessfenster für KZWB zur lokalen Entfestigung der untersuchten Legierungen abgeleitet. Um die mechanischen Eigenschaften während einer KZWB simulieren zu können, wurde ein neues Materialmodell für ausscheidungshärtbare Aluminiumlegierungen entwickelt, welches die temperaturabhängigen mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit der der wesentlichen Wärmebehandlungsparameter berechnet.
Autor*in
Hannes Fröck
Themen in »Kurzzeit-Wärmebehandlung von AlMgSi-Legierungen: Phasenumwandlungen und mechanische Eigenschaften«
Al-Mg-Si DSC EN AW-6060 EN AW-6082 Kurzzeit-Wärmebehandlung Materialmodell Phasenumwandlungen Tailored Heat Treated Profiles Thermo-mechanische Analyse numerische Simulation