TY - THES

T1 - Mikrostrukturelle Charakterisierung von Titanblechen zum Personenschutz

AU - Janda, Alexander

N1 - gesperrt bis 08-10-2024

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Voestalpine Böhler Bleche GmbH & Co KG, angesiedelt am Standort Mürzzuschlag in der Steiermark, gilt als weltweit führender Hersteller von kreuzgewalzten Edelstahlblechen [1]. Außerdem im Produktportfolio der Firma enthalten sind Bleche und Blechzuschnitte aus Werkzeugstahl, Schnellarbeitsstahl, korrosions- und hitzebeständigem Stahl sowie aus Werkstoffen für die Luftfahrt, wie beispielsweise Nickelbasislegierungen und Titanlegierungen. Titanwerkstoffe, deren Prozessführung von der Bramme bis zum fertigen Blechprodukt ihren eigenen Anforderungen und besonderer Aufmerksamkeit bedarf gewinnen dabei zunehmend an Bedeutung. Im Zuge der Entwicklung und Charakterisierung von Blechen für Schutzanwendungen, im Speziellen Blechpanzerungen als Innenschutz von Fahrzeugen, die ballistischen Schutz bieten, soll der Werkstoff Titan auf Basis der am weitesten verbreiteten Legierung Ti-6Al-4V eingehend untersucht werden und basierend auf diesen Kenntnissen Produktlösungen aufgebaut werden. Längerfristiges Ziel ist es dabei die Prozessparameter beim Walzen, der nachfolgenden Wärmebehandlungen sowie den Einfluss des Vormaterials zu verstehen, damit die gewünschten mechanischen Eigenschaften zuverlässig und nach Maß eingestellt werden können. Zu Beginn dieser Masterarbeit standen drei warmgewalzte Bleche zur Verfügung, die in der vorliegenden Form als beschusshemmende Werkstoffe gelten. Die Hauptaufgabe dieser Arbeit war es nun eine mikrostrukturelle Charakterisierung dieser Bleche, genauer gesagt von zwei Ti-6Al-4V-Legierungen und einer Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-Legierung (m%), durchzuführen. Darüber hinaus wurde eine weitere, ebenfalls warmgewalzte, Probe mit bekannter Vorgeschichte und Wissen über das Vormaterial untersucht, um den direkten Vergleich mit den drei am Markt verfügbaren Legierungen anzustellen. Um Aufschluss über die Grenzbelastungen unter Extrembedingungen, wie im erwähnten Anwendungsfall, zu erhalten, da kaum Korrelationen zu den klassischen mechanischen Blecheigenschaften bekannt sind, ist ein zweites Ziel dieser Arbeit dahingehend ein tieferes Verständnis aufzubauen. In einer Literaturstudie wurden bekannte Ansätze und Lösungen aufgezeigt um eine Aussage über die Schutzwirkung treffen zu können. [1] Quelle Internet: http://www.bohler-bleche.com/de/Profil.php, Stand 12.09.2019

AB - Voestalpine Böhler Bleche GmbH & Co KG, angesiedelt am Standort Mürzzuschlag in der Steiermark, gilt als weltweit führender Hersteller von kreuzgewalzten Edelstahlblechen [1]. Außerdem im Produktportfolio der Firma enthalten sind Bleche und Blechzuschnitte aus Werkzeugstahl, Schnellarbeitsstahl, korrosions- und hitzebeständigem Stahl sowie aus Werkstoffen für die Luftfahrt, wie beispielsweise Nickelbasislegierungen und Titanlegierungen. Titanwerkstoffe, deren Prozessführung von der Bramme bis zum fertigen Blechprodukt ihren eigenen Anforderungen und besonderer Aufmerksamkeit bedarf gewinnen dabei zunehmend an Bedeutung. Im Zuge der Entwicklung und Charakterisierung von Blechen für Schutzanwendungen, im Speziellen Blechpanzerungen als Innenschutz von Fahrzeugen, die ballistischen Schutz bieten, soll der Werkstoff Titan auf Basis der am weitesten verbreiteten Legierung Ti-6Al-4V eingehend untersucht werden und basierend auf diesen Kenntnissen Produktlösungen aufgebaut werden. Längerfristiges Ziel ist es dabei die Prozessparameter beim Walzen, der nachfolgenden Wärmebehandlungen sowie den Einfluss des Vormaterials zu verstehen, damit die gewünschten mechanischen Eigenschaften zuverlässig und nach Maß eingestellt werden können. Zu Beginn dieser Masterarbeit standen drei warmgewalzte Bleche zur Verfügung, die in der vorliegenden Form als beschusshemmende Werkstoffe gelten. Die Hauptaufgabe dieser Arbeit war es nun eine mikrostrukturelle Charakterisierung dieser Bleche, genauer gesagt von zwei Ti-6Al-4V-Legierungen und einer Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-Legierung (m%), durchzuführen. Darüber hinaus wurde eine weitere, ebenfalls warmgewalzte, Probe mit bekannter Vorgeschichte und Wissen über das Vormaterial untersucht, um den direkten Vergleich mit den drei am Markt verfügbaren Legierungen anzustellen. Um Aufschluss über die Grenzbelastungen unter Extrembedingungen, wie im erwähnten Anwendungsfall, zu erhalten, da kaum Korrelationen zu den klassischen mechanischen Blecheigenschaften bekannt sind, ist ein zweites Ziel dieser Arbeit dahingehend ein tieferes Verständnis aufzubauen. In einer Literaturstudie wurden bekannte Ansätze und Lösungen aufgezeigt um eine Aussage über die Schutzwirkung treffen zu können. [1] Quelle Internet: http://www.bohler-bleche.com/de/Profil.php, Stand 12.09.2019

KW - Titanlegierung

KW - Ti-6Al-4V

KW - Warmwalzen

KW - Gefügecharakterisierung

KW - Schutzblech

KW - titanium alloys

KW - Ti-6Al-4V

KW - hot-rolling

KW - titanium sheets

M3 - Masterarbeit

ER -