Influence of the homogenization treatment on the precipitation and dissolution of intermetallic phases and effects on extrudability in direct chilled Al-Mg-Si alloys

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

Nach dem Gießen von Aluminiumlegierungen der 6xxx Reihe finden sich Ausscheidungen von AlFeSi in Form eines Korngrenzensaumes um die Aluminiumkörner sowie Mg2Si in Form von runden Körnern. Da die intermetallische Phase AlFeSi sehr spröde ist, würden sich bei der Umformung beim Strangpressen die Korngrenzensäume von AlFeSi von der Aluminiummatrix durch Dekohäsion ablösen und es würden Risse und Poren auftreten. Deshalb ist es notwendig, in einer Wärmebehandlung (Homogenisierung) nach dem Gießprozess die intermetallischen Korngrenzensäume einzuformen, die länglichen Ausscheidungen wandeln sich in eine perlenkettenartige Struktur um, die sich nicht mehr von der Matrix lösen kann. Maßgeblich für diese Umwandlung ist ein Legierungsgehalt von Mangan (Mn), Chrom (Cr) oder Vanadium (V), da deren Atome in die AlFeSi Teilchen hinein diffundieren und so eine Umwandlung von der spröden, monoklinen Phase in eine duktilere, kubische Phase begünstigen. Bei sehr hohen Mn Gehalten kann anstelle der duktilen kubischen Phase eine duktile hexagonale Phase auftreten, wobei in allen Fällen Mn eine raschere Umwandlung in die duktile Phase begünstigt. Weiters müssen Magnesium (Mg) und Silizium (Si) in Form feinster, nanometergroßer Mg2Si Ausscheidungen vorliegen, um die gewünschte Festigkeit der stranggepressten Profile zu erreichen. Da die Mg2Si Ausscheidungen nach dem Gießprozess mehrere µm groß sind müssen diese Teilchen ebenfalls durch die Homogenisierung beeinflusst werden. Die groben Mg2Si Teilchen lösen sich während der Homogenisierung in der Matrix auf, und je nach Abkühlbedingungen verbleiben die Mg und Si Atome gelöst imübersättigten Mischkristall oder scheiden sich in Form von Mg2Si aus, wobei die Größe der Teilchen umgekehrt proportional zur Abkühlgeschwindigkeit ist. Die Halte- und Abkühlparameter der Homogenisierung sind so zu wählen, dass sich während der Haltezeit die spröden AlFeSi Teilchen vollständig umwandeln und einformen und sich während der Abkühlung Mg2Si in Form feinster Teilchen ausscheidet. Dabei ist gleichzeitig darauf zu achten, dass der Umformwiderstand und die mechanischen Eigenschaften im Endprodukt mitbeeinfusst werden. Zur Phasenidentifikation wurden Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie sowie Transmissionselektronenmikroskopie eingesetzt, daneben wurden noch Computersimulationen mittels Thermodynamischen Berechnungen von Phasengleichgewichten und DSC angewendet. Durch die vorliegende Arbeit konnte der Pressdruck beim Strangpressen erheblich gesenkt werden.

Details

Titel in ÜbersetzungStrangpressbarkeit von Al-Mg-Si Legierungen in Abhängigkeit von Wärmebehandlung und intermetallischen Phasen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Schumacher, Peter, Betreuer (intern)
  • Wöß, Alexander Wolfgang, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung1 Juli 2011
StatusVeröffentlicht - 2011