TY - BOOK

T1 - Kaltaushärtende AlZnMg(Cu)-Gusslegierungen

AU - Bozorgi, Salar

N1 - nicht gesperrt

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - In der vorliegenden Doktorarbeit wurden verschiedene Eigenschaften, wie Warmriss- empfindlichkeit und Korrosionsverhalten, insbesondere die Spannungsrisskorrosion (SpRK), in kaltaushärtenden AlZnMg(Cu)-Gusslegierungen untersucht. Ziel war es, eine optimierte Legierung, die einerseits gute Gießbarkeit und geringe Warmrissempfindlichkeit und andererseits gute mechanische und SpRK-Eigenschaften aufweist, zu finden. Auch sollte keine energieaufwendige Wärmebehandlung, z.B. mit einer Lösungsglühbehandlung (wie T6 oder T7), nötig sein. Es wurden thermodynamische Simulationen mit dem Programm ThermoCalcClassic (TCC) durchgeführt, um den Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf den Kornwachstumsbehinderungsfaktor (Q-Faktor) bzw. die Kornfeinung, sowie die ausgeschiedenen Phasen und deren Phasenanteile (Phasen Selektion), die eine wesentliche Rolle bei Warmriss-, mechanischen sowie SpRK-Eigenschaften spielen, vorherzusagen. Für die Bestimmung der Warmrissneigung der Legierungsvarianten wurden die Warmrisszahl (WRZ) und die Warmrissempfindlichkeit anhand von Abgüssen in eine sogenannte Warmrisskokille empirisch ermittelt. Der mit TCC berechnete Terminal Freezing Range (TFR) sowie der Anteil der eutektischen Phasen wurde relevanten Warmrissparametern, wie der Warmrisszahl und Warmrissempfindlichkeitskriterium (CSC) nach Davies Clyne, gegenübergestellt. Um den Einfluss der chemischen Zusammensetzung und verschiedener Wärmebehandlungszustände auf das SpRK-Verhalten zu ermitteln, wurden verschiedene Korrosionsversuche, einerseits Untersuchungen mit konstanter Last und andererseits elektrochemische Untersuchungen (Strom-Spannungskurven), durchgeführt. Im Rahmen der Arbeit konnte der Einfluss von Elementen wie Mg, Cu und Sc auf die Warmrissneigung und SpRK bestimmt werden. Die ermittelten Eigenschaften korrelieren dabei ausgezeichnet mit den theoretischen Berechnungen und mit den in der Elektronenmikroskopie detektierten Phasen. Mit Hilfe der Differential Scanning Calorimetry (DSC) und TCC-Simulationen wurde eine spezielle WBH entwickelt, die die SpRK-Beständigkeit in einer AlZnMg(Cu)-Gusslegierungen mit niedriger Warmrissempfindlichkeit erhöht.

AB - In der vorliegenden Doktorarbeit wurden verschiedene Eigenschaften, wie Warmriss- empfindlichkeit und Korrosionsverhalten, insbesondere die Spannungsrisskorrosion (SpRK), in kaltaushärtenden AlZnMg(Cu)-Gusslegierungen untersucht. Ziel war es, eine optimierte Legierung, die einerseits gute Gießbarkeit und geringe Warmrissempfindlichkeit und andererseits gute mechanische und SpRK-Eigenschaften aufweist, zu finden. Auch sollte keine energieaufwendige Wärmebehandlung, z.B. mit einer Lösungsglühbehandlung (wie T6 oder T7), nötig sein. Es wurden thermodynamische Simulationen mit dem Programm ThermoCalcClassic (TCC) durchgeführt, um den Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf den Kornwachstumsbehinderungsfaktor (Q-Faktor) bzw. die Kornfeinung, sowie die ausgeschiedenen Phasen und deren Phasenanteile (Phasen Selektion), die eine wesentliche Rolle bei Warmriss-, mechanischen sowie SpRK-Eigenschaften spielen, vorherzusagen. Für die Bestimmung der Warmrissneigung der Legierungsvarianten wurden die Warmrisszahl (WRZ) und die Warmrissempfindlichkeit anhand von Abgüssen in eine sogenannte Warmrisskokille empirisch ermittelt. Der mit TCC berechnete Terminal Freezing Range (TFR) sowie der Anteil der eutektischen Phasen wurde relevanten Warmrissparametern, wie der Warmrisszahl und Warmrissempfindlichkeitskriterium (CSC) nach Davies Clyne, gegenübergestellt. Um den Einfluss der chemischen Zusammensetzung und verschiedener Wärmebehandlungszustände auf das SpRK-Verhalten zu ermitteln, wurden verschiedene Korrosionsversuche, einerseits Untersuchungen mit konstanter Last und andererseits elektrochemische Untersuchungen (Strom-Spannungskurven), durchgeführt. Im Rahmen der Arbeit konnte der Einfluss von Elementen wie Mg, Cu und Sc auf die Warmrissneigung und SpRK bestimmt werden. Die ermittelten Eigenschaften korrelieren dabei ausgezeichnet mit den theoretischen Berechnungen und mit den in der Elektronenmikroskopie detektierten Phasen. Mit Hilfe der Differential Scanning Calorimetry (DSC) und TCC-Simulationen wurde eine spezielle WBH entwickelt, die die SpRK-Beständigkeit in einer AlZnMg(Cu)-Gusslegierungen mit niedriger Warmrissempfindlichkeit erhöht.

KW - AlZnMg(Cu)-cast alloys

KW - stress corrosion cracking

KW - hot cracking

KW - ThermoCalc

KW - AlZnMg(Cu)-Gusslegierungen

KW - Spannungsrisskorrosion

KW - Warmrissempfindlichkeit

KW - ThermoCalc

M3 - Dissertation

ER -