Zr-haltige Aluminiumlegierungen der Serie 7xxx (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) gehören zu den hochfesten Legierungen, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet sind. Zr wird der Legierung zugesetzt, um während der Homogenisierungsbehandlung Ausscheidungen, so genannte Dispersoide, zu bilden, die die Rekristallisation verzögern/verhindern. Um die Produktionsroute zu optimieren, müssen wir jedoch wissen, wie sich diese Dispersoide verhalten und wie sie während des gesamten Produktionsprozesses charakterisiert werden können. Daher wurden in der vorliegenden Arbeit 3 Fragen beantwortet:
1.Ist es möglich, Al3Zr-Dispersoide mit Kleinwinkelstreuungstechniken zu charakterisieren?
Im ersten Abschnitt haben wir gezeigt, dass die Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) und die Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) geeignete operative Techniken zur Charakterisierung der Größe (Verteilung) der Dispersoide sind und dass ihre Ergebnisse gut mit denen der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) korrelieren. Die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) ist jedoch aufgrund ihrer Einschränkungen nicht durchführbar.
2.Wie können wir SAXS einsetzen, um die Auswirkungen der Homogenisierungsparameter auf die Dispersoide zu untersuchen?
Wir haben gezeigt, dass die Entwicklung der Dispersoide durch den Einsatz von In-situ-SAXS während der Homogenisierungsbehandlungen und die Untersuchung der Auswirkungen der Homogenisierungsparameter auf die Eigenschaften der Dispersoide verfolgt werden kann. Die In-situ-SAXS-Ergebnisse zeigten, dass eine Verringerung der Aufheizrate von Raumtemperatur bis zum ersten Schritt, eine Verlängerung der Dauer des ersten Schrittes und eine Erhöhung der Anzahl der Schritte zu einer Erhöhung der Anzahldichte der Dispersoide führt.
3.Wie wirkt sich die Warmverformung (Warmwalzen) auf die Dispersoide aus?
In diesem Teil der Arbeit haben wir mit Hilfe von In-situ-SAXS-Messungen bei hoher Temperatur (375oC) gezeigt, dass der Warmwalzprozess die Größe der Dispersoide nicht beeinflusst und sie im Wesentlichen die gleiche Größe wie vor dem Warmwalzprozess haben. In diesem Teil der Arbeit haben wir auch gezeigt, dass die Wahl des richtigen Ansatzes für die Datenauswertung von entscheidender Bedeutung ist, da sie die Endergebnisse erheblich beeinflusst.