TY - THES

T1 - Modifizierte 5xxx-Aluminiumknetlegierungen für den Einsatz als Strukturgusswerkstoff in der Automobilindustrie

AU - Stemper, Lukas

N1 - gesperrt bis null

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Innovationen im Bereich der Elektromobilität haben in jüngster Vergangenheit zu intensivierten Anstrengungen im Bereich von Leichtbaulösungen in der Automobilindustrie geführt. Die für Strukturgussteile wie Fahrwerksträger oder Federbeinstützen vielverwendeten AlSiMg-Gusslegierungen scheinen am Ende ihres Optimierungsvermögens angekommen zu sein und sollen hinsichtlich zukünftiger Herausforderungen durch ein verbessertes Legierungssystem ersetzt werden. Diese Arbeit umfasst neben einer Recherche zu alternativ einsetzbaren Aluminiumwerkstoffen die Charakterisierung von fünf ausscheidungshärtbaren Legierungsvarianten, welche auf Basis von unterschiedlich modifizierten AlMg-Knetlegierungen im Druckgussverfahren hergestellt worden sind. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung von geeigneten Wärmebehandlungsstrategien, um den Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften zukünftiger Strukturgussteile gerecht zu werden. Zwei der drei zinkhaltigen Varianten konnten Streckgrenzen über 250 MPa ohne Probleme erreichen und im besten Fall mit 325 MPa deutlich übertreffen. Während die Bruchdehnung jedoch bei diesen Systemen mit maximal 5 % hinter den Erwartungen zurückblieb, waren bei den zinkfreien, kupferhaltigen Legierungen Dehnungen von bis zu 15 % möglich. Allerdings wurde mit einer maximalen Streckgrenze von etwa 215 MPa das Festigkeitsziel nicht erreicht. Obwohl die angestrebte Paarung aus hoher Festigkeit und Dehnung in diesem ersten Anlauf bei keiner Versuchslegierung eingestellt werden konnte, scheint der gewählte Ansatz doch ein erhebliches Potenzial hinsichtlich der zu lösenden Problemstellung aufzuweisen. Weitere Untersuchungen sind notwendig um dieses Legierungskonzept für zukünftige Strukturgussteile attraktiv zu machen.

AB - Innovationen im Bereich der Elektromobilität haben in jüngster Vergangenheit zu intensivierten Anstrengungen im Bereich von Leichtbaulösungen in der Automobilindustrie geführt. Die für Strukturgussteile wie Fahrwerksträger oder Federbeinstützen vielverwendeten AlSiMg-Gusslegierungen scheinen am Ende ihres Optimierungsvermögens angekommen zu sein und sollen hinsichtlich zukünftiger Herausforderungen durch ein verbessertes Legierungssystem ersetzt werden. Diese Arbeit umfasst neben einer Recherche zu alternativ einsetzbaren Aluminiumwerkstoffen die Charakterisierung von fünf ausscheidungshärtbaren Legierungsvarianten, welche auf Basis von unterschiedlich modifizierten AlMg-Knetlegierungen im Druckgussverfahren hergestellt worden sind. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung von geeigneten Wärmebehandlungsstrategien, um den Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften zukünftiger Strukturgussteile gerecht zu werden. Zwei der drei zinkhaltigen Varianten konnten Streckgrenzen über 250 MPa ohne Probleme erreichen und im besten Fall mit 325 MPa deutlich übertreffen. Während die Bruchdehnung jedoch bei diesen Systemen mit maximal 5 % hinter den Erwartungen zurückblieb, waren bei den zinkfreien, kupferhaltigen Legierungen Dehnungen von bis zu 15 % möglich. Allerdings wurde mit einer maximalen Streckgrenze von etwa 215 MPa das Festigkeitsziel nicht erreicht. Obwohl die angestrebte Paarung aus hoher Festigkeit und Dehnung in diesem ersten Anlauf bei keiner Versuchslegierung eingestellt werden konnte, scheint der gewählte Ansatz doch ein erhebliches Potenzial hinsichtlich der zu lösenden Problemstellung aufzuweisen. Weitere Untersuchungen sind notwendig um dieses Legierungskonzept für zukünftige Strukturgussteile attraktiv zu machen.

KW - aluminium

KW - magnesium

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KW - structural components

KW - Aluminium

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KW - Knetlegierung

KW - Druckguss

KW - Leichtbau

KW - Strukturguss

KW - Legierungsentwicklung

KW - Automobilbau

M3 - Masterarbeit

ER -