TY - GEN

T1 - Einfluss von Legierungselementen auf das Eigenschaftsprofil von Aluminium-Knetwerkstoffen der 7xxx-Serie

AU - Scheiber, Stefanie

PY - 2015/10/21

Y1 - 2015/10/21

N2 - Der steigende Druck der Politik, die CO2-Emissionen im Sektor Mobilität zu vermindern, führt zur Substitution von Werkstoffen. Die neuen Leichtbaumaterialien können jedoch nicht ohne sorgfältige Prüfung eingesetzt werden. Dabei bedarf es der sorgfältigen Kontrolle, ob die neuen Materialien den mechanischen und chemischen Bedingungen im statischen und dynamischen Betrieb Stand halten. Die gegenwärtige Arbeit behandelte das Erschmelzen, Legieren und Abgießen der Aluminiumlegierung EN AW-7075 für eine Variation an chemischen Zusammensetzungen. Die Bestimmung der Elementgehalte im Material erfolgte mittels Funkenspektrometer. Die Durchführung der mechanischen Bearbeitung der Gussblöcke fand mittels Sägen und Fräsen statt. Es kamen thermische Analysen zur Bestimmung der Schmelztemperatur zum Einsatz. Im Zuge der Diplomarbeit erfolgte ein Vergleich dieser Ergebnisse mit berechneten Phasendiagrammen, die mittels FactSage™ 6.4 generiert wurden. Die erhaltenen Daten dienten zur Einstellung der notwendigen sowie limitierenden Temperaturen während des Homogenisierens zum Zwecke der gleichmäßigen Elementverteilung. Die Mikrostruktur im Gussgefüge als auch nach der Homogenisierungsbehandlung wurde mittels Lichtmikroskop untersucht. Anhand der generierten Bilder ließ sich die Korngröße (ASTM E112) der Dendriten bestimmen. Neben dem Ätzen der geschliffenen und polierten Beizscheiben mit Natronlauge erfolgte ein elektrolytisches Polieren und Ätzen der Schliffproben. Zusätzlich wurden die mechanischen Kennwerte wie Härte und Festigkeit am warmgestauchten, im Anschluss lösungsgeglühten und vollständig warmausgelagerten Material (T6) bestimmt. Die Fertigung von Zugproben erfolgte mittels CNC-Fräsen. Die Festigkeit der Legierungen entsprach den angenommenen Werten, wogegen die Dehnung zumeist unter den Erwartungen blieb. Der Verlauf der Härte wurde für eine Wärmebehandlung bei 125 °C untersucht. Eine vorangegangene Kaltauslagerung lieferte nur einen geringen Beitrag zur Festigkeit. Maximalhärten wurden durch die Warmauslagerung bei 125 °C nach rund 20 h erreicht.

AB - Der steigende Druck der Politik, die CO2-Emissionen im Sektor Mobilität zu vermindern, führt zur Substitution von Werkstoffen. Die neuen Leichtbaumaterialien können jedoch nicht ohne sorgfältige Prüfung eingesetzt werden. Dabei bedarf es der sorgfältigen Kontrolle, ob die neuen Materialien den mechanischen und chemischen Bedingungen im statischen und dynamischen Betrieb Stand halten. Die gegenwärtige Arbeit behandelte das Erschmelzen, Legieren und Abgießen der Aluminiumlegierung EN AW-7075 für eine Variation an chemischen Zusammensetzungen. Die Bestimmung der Elementgehalte im Material erfolgte mittels Funkenspektrometer. Die Durchführung der mechanischen Bearbeitung der Gussblöcke fand mittels Sägen und Fräsen statt. Es kamen thermische Analysen zur Bestimmung der Schmelztemperatur zum Einsatz. Im Zuge der Diplomarbeit erfolgte ein Vergleich dieser Ergebnisse mit berechneten Phasendiagrammen, die mittels FactSage™ 6.4 generiert wurden. Die erhaltenen Daten dienten zur Einstellung der notwendigen sowie limitierenden Temperaturen während des Homogenisierens zum Zwecke der gleichmäßigen Elementverteilung. Die Mikrostruktur im Gussgefüge als auch nach der Homogenisierungsbehandlung wurde mittels Lichtmikroskop untersucht. Anhand der generierten Bilder ließ sich die Korngröße (ASTM E112) der Dendriten bestimmen. Neben dem Ätzen der geschliffenen und polierten Beizscheiben mit Natronlauge erfolgte ein elektrolytisches Polieren und Ätzen der Schliffproben. Zusätzlich wurden die mechanischen Kennwerte wie Härte und Festigkeit am warmgestauchten, im Anschluss lösungsgeglühten und vollständig warmausgelagerten Material (T6) bestimmt. Die Fertigung von Zugproben erfolgte mittels CNC-Fräsen. Die Festigkeit der Legierungen entsprach den angenommenen Werten, wogegen die Dehnung zumeist unter den Erwartungen blieb. Der Verlauf der Härte wurde für eine Wärmebehandlung bei 125 °C untersucht. Eine vorangegangene Kaltauslagerung lieferte nur einen geringen Beitrag zur Festigkeit. Maximalhärten wurden durch die Warmauslagerung bei 125 °C nach rund 20 h erreicht.

KW - 7075

KW - AlZnMgCu

KW - 7xxx

KW - mechanische Eigenschaften

KW - Härte

KW - DSC

KW - FactSage

KW - Mikrostruktur

M3 - Sonstiges

ER -