Forming behavior of Ca containing Mg alloys

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist es, das Verständnis über das Umformverhalten von mageren Mg Legierungen zu erweitern, welche durch die Zugabe von Calcium die Möglichkeit der Ausscheidungshärtung besitzen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Untersuchung des Gesenkschmiedeprozesses. Magere Mg Legierungen besitzen nur einen geringen Gehalt an Legierungselementen, die aber bestmöglich zum Einsatz kommen sollen. Durch die begrenzte Grundfestigkeit dieser Legierungen soll der Umformprozess erleichtert werden, die dann für den Einsatz nötigen finalen Festigkeiten können durch eine nachgelagerte Wärmebehandlung (Ausscheidungshärtung) erreicht werden. Der Großteil der wissenschaftlichen Untersuchungen von Mg Umformprozessen beschäftigt sich mit Strangpressen oder Walzen, da diese Prozesse die überwiegende Menge an ungehobenem Marktpotential darstellen. Allerdings bieten Schmiedeprozesse mit ihrer inhärent hohen Flexibilität was Prozessbedingungen und Vormaterial angeht eine gute Einstiegsmöglichkeit für die Industrie in die komplexe Thematik der Mg Umformtechnik. Auch stellt die direkte Produktion von vollständigen Mg Schmiedebauteilen Vorteile in der Analyse und Anschaulichkeit gegenüber Strangpressprofilen und Walzprodukten dar, da es sich bei diesen vorwiegend um Halbzeuge handelt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine aushärtbare Mg-Al-Ca-Mn-Zn Legierung (AXMZ1000) mit einem niedrigen Gesamt-Legierungsgehalt (< 2 Gewichtsprozent) auf ihre Schmiedeeignung untersucht. Dabei wurde das Umformverhalten vom Labormaßstab bis zum industriellen Umformprozess analysiert. Es wurden sowohl die Prozessparameter im Umformprozess wie auch das Vormaterial und die Wärmebehandlung variiert um Änderungen im Prozessverhalten, der Mikrostrukturentwicklung sowie den mechanischen Eigenschaften zu evaluieren. Das Umformverhalten von gegossenem Vormaterial wurde mittels Materialkarte beschrieben und ausgehend von Schmiedeversuchen im Labormaßstab bis hin zu industriellen Größenordungen verifiziert. Tiefergehende Untersuchungen der mechanischen Eigenschaften, mittels Zug- und Ermüdungsversuchen, sowie Analysen der Mikrostrukturentwicklung wurden an isotherm geschmiedeten Bauteilen durchgeführt. Aufgrund der durchgeführten Analysen konnte eine Abhängigkeit der Bauteilqualität vom eingesetzten Vormaterial gezeigt werden, wobei die Verwendung von stranggepresstem Material die mechanischen Eigenschaften der Schmiedebauteile deutlich verbessert. Auch wurden die Unterschiede zwischen Umformversuchen in Labor- und Industriemaßstab eingehend untersucht und Differenzen, Problemstellen sowie Limitierungen aufgezeigt.

Details

Titel in ÜbersetzungUmformverhalten von Ca hältigen Mg Legierungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung20 Okt. 2023
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2023