TY - THES

T1 - Entwicklung einer hochfesten, gut verformbaren 6xxx-Automobillegierung

AU - Grömer, Marcel Christian

N1 - gesperrt bis 18-08-2028

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - 6xxx-Aluminiumlegierungen eignen sich aufgrund ihrer ausgezeichneten Umformbarkeit und hohen Festigkeit gut für den Einsatz im Automobilbau. Aktuell erfolgt vielfach die Verwendung der Materialien EN-AW 6016 und AA 6111, wobei infolge der ständig steigenden Werkstoffanforderungen eine hohe Nachfrage an optimierten 6xxx-Legierungen innerhalb chemischer Zusammensetzungsgrenzen besteht. Die industrielle Herstellung von AlMgSi-Blechen beginnt mit dem Stranggießen, gefolgt von einer Homogenisierungsbehandlung und dem Walzprozess. Danach wird eine für die aushärtbaren 6xxx-Werkstoffe typische Lösungsglühbehandlung durchgeführt. Während dieses Prozesses bildet sich eine übersättigte Lösung. Durch die Bildung von nanometergroßen Ausscheidungen kommt es zu einer Erhöhung der Festigkeit in der abschließenden Lackaushärtung. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer optimierten 6xxx-Legierung, die eine hohe Festigkeit sowie eine gute Umformbarkeit in T4 und eine ausreichend hohe Biegefähigkeit in T64 nach einer Paint-Bake-Behandlung aufweist. Zunächst werden thermodynamische Simulationen durchgeführt, um mögliche Legierungszusammensetzungen zu untersuchen. In diesem Zusammenhang wurden grundsätzlich drei Varianten berechnet: Legierungen mit einem Überschuss an Silizium, Legierungen mit einem Überschuss an Magnesium und Legierungen mit gleichen Anteilen an Mg und Si. Weitere Elemente wie Cu, Mn oder Cr wurden hinzugefügt, um ihren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Es erfolgt die industrienahe Herstellung von Blechen, wobei ein 100 kg-Induktionsofen für die Barrenherstellung, ein Walzwerk in Laborgröße zur Blechherstellung und Umluftöfen für alle Wärmebehandlungen verwendet werden. Im Folgenden wurden alle unterschiedlichen Zusammensetzungen durch Zug- und Biegeversuche charakterisiert. Metallographische Analysen erfolgen zur Untersuchung der Mikrostrukturen und zur Bewertung des Einflusses von dispersoidbildenden Elementen wie Cr oder Mn.

AB - 6xxx-Aluminiumlegierungen eignen sich aufgrund ihrer ausgezeichneten Umformbarkeit und hohen Festigkeit gut für den Einsatz im Automobilbau. Aktuell erfolgt vielfach die Verwendung der Materialien EN-AW 6016 und AA 6111, wobei infolge der ständig steigenden Werkstoffanforderungen eine hohe Nachfrage an optimierten 6xxx-Legierungen innerhalb chemischer Zusammensetzungsgrenzen besteht. Die industrielle Herstellung von AlMgSi-Blechen beginnt mit dem Stranggießen, gefolgt von einer Homogenisierungsbehandlung und dem Walzprozess. Danach wird eine für die aushärtbaren 6xxx-Werkstoffe typische Lösungsglühbehandlung durchgeführt. Während dieses Prozesses bildet sich eine übersättigte Lösung. Durch die Bildung von nanometergroßen Ausscheidungen kommt es zu einer Erhöhung der Festigkeit in der abschließenden Lackaushärtung. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer optimierten 6xxx-Legierung, die eine hohe Festigkeit sowie eine gute Umformbarkeit in T4 und eine ausreichend hohe Biegefähigkeit in T64 nach einer Paint-Bake-Behandlung aufweist. Zunächst werden thermodynamische Simulationen durchgeführt, um mögliche Legierungszusammensetzungen zu untersuchen. In diesem Zusammenhang wurden grundsätzlich drei Varianten berechnet: Legierungen mit einem Überschuss an Silizium, Legierungen mit einem Überschuss an Magnesium und Legierungen mit gleichen Anteilen an Mg und Si. Weitere Elemente wie Cu, Mn oder Cr wurden hinzugefügt, um ihren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Es erfolgt die industrienahe Herstellung von Blechen, wobei ein 100 kg-Induktionsofen für die Barrenherstellung, ein Walzwerk in Laborgröße zur Blechherstellung und Umluftöfen für alle Wärmebehandlungen verwendet werden. Im Folgenden wurden alle unterschiedlichen Zusammensetzungen durch Zug- und Biegeversuche charakterisiert. Metallographische Analysen erfolgen zur Untersuchung der Mikrostrukturen und zur Bewertung des Einflusses von dispersoidbildenden Elementen wie Cr oder Mn.

KW - 6xxx

KW - AlMgSi

KW - wrought aluminium alloy

KW - alloy development

KW - solution treatment

KW - paint-bake treatment

KW - thermodynamic simulations

KW - metallographic analyses

KW - tensile test

KW - bending test

KW - 6xxx

KW - AlMgSi

KW - Aluminiumknetlegierung

KW - Legierungsdesign

KW - Lösungsglühung

KW - Paint-Bake-Behandlung

KW - thermodynamische Simulationen

KW - metallographische Analysen

KW - Zugversuch

KW - Biegeversuch

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.251

DO - 10.34901/mul.pub.2023.251

M3 - Masterarbeit

ER -