TY - BOOK

T1 - Optimierte AlMgMn-Legierungen für die Anwendungen im Automobilbau

AU - Ebenberger, Paul

N1 - gesperrt bis 07-03-2024

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Der Stellenwert von Leichtbau im Automobilbau ist in der jüngeren Vergangenheit stark gestiegen. Höhere Anforderungen hinsichtlich Wirtschaftlichkeit beziehungsweise Verbrauch und nicht zuletzt gesetzliche Vorgaben zur Senkung des CO2-Ausstoßes beschleunigen diese Entwicklung stark. Ein wichtiger Schritt um das Fahrzeuggewicht zu senken und so Emissionsgesetze zu erfüllen, ist die Substitution von Stahlbauteilen durch leichtere Werkstoffe, insbesondere Aluminium. Jedoch gelangen Aluminiumbleche, wie jene der AlMgMn-Legierungen, bei der Fertigung komplex geformter Bauteile an die Grenzen der Verformbarkeit. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit zwei unterschiedlichen Herausforderungen, die bei der Formgebung von Automobilbauteilen aus AlMgMn-Legierungen auftreten können. Bei der Umformung von Blechen aus AlMg- und AlMgMn-Legierungen bei Raumtemperatur wird deren Verformungspotential eingeschränkt, da es zu einer diskontinuierlichen Versetzungsbewegung bei niedriger Dehnratenempfindlichkeit kommt. Diese Umformbedingungen treten durch zwei verschiedene Phänomene zu Tage, die Lüdersdehnung sowie die dynamische Reckalterung, welche beide zu charakteristischen nicht-dekorativen Oberflächeneffekten führen. Durch Optimieren der Herstellungsroute, wie das Einbringen von Vorverformung, Anpassungen des Kaltwalzgrades oder unterschiedlichen Wärmebehandlungen, und einer verbesserten chemischen Zusammensetzung erfolgte eine Reduktion dieser optischen Ausprägungen. Weiters wurden Zugaben von Kupfer, Zink, Zirkon oder Erbium untersucht. Bei Vorliegen einer feinen Mikrostruktur und speziellen Umformbedingungen, Temperaturen über 400 °C und Dehnraten von unter 10-2 s-1, können AlMgMn-Legierungen superplastisch verformt werden. Maximale Dehnungen von mehreren Hundert Prozent sind realisierbar. Ausgehend von einer industriell verfügbaren AlMgMn-Legierung war eine gesteigerte Verformungsgeschwindigkeit bzw. höhere Dehnungen angestrebt. Unter Berücksichtigung der aktiven Verformungsmechanismen wurde eine optimierte Blechvariante bei realitätsnahen Bedingungen getestet.

AB - Der Stellenwert von Leichtbau im Automobilbau ist in der jüngeren Vergangenheit stark gestiegen. Höhere Anforderungen hinsichtlich Wirtschaftlichkeit beziehungsweise Verbrauch und nicht zuletzt gesetzliche Vorgaben zur Senkung des CO2-Ausstoßes beschleunigen diese Entwicklung stark. Ein wichtiger Schritt um das Fahrzeuggewicht zu senken und so Emissionsgesetze zu erfüllen, ist die Substitution von Stahlbauteilen durch leichtere Werkstoffe, insbesondere Aluminium. Jedoch gelangen Aluminiumbleche, wie jene der AlMgMn-Legierungen, bei der Fertigung komplex geformter Bauteile an die Grenzen der Verformbarkeit. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit zwei unterschiedlichen Herausforderungen, die bei der Formgebung von Automobilbauteilen aus AlMgMn-Legierungen auftreten können. Bei der Umformung von Blechen aus AlMg- und AlMgMn-Legierungen bei Raumtemperatur wird deren Verformungspotential eingeschränkt, da es zu einer diskontinuierlichen Versetzungsbewegung bei niedriger Dehnratenempfindlichkeit kommt. Diese Umformbedingungen treten durch zwei verschiedene Phänomene zu Tage, die Lüdersdehnung sowie die dynamische Reckalterung, welche beide zu charakteristischen nicht-dekorativen Oberflächeneffekten führen. Durch Optimieren der Herstellungsroute, wie das Einbringen von Vorverformung, Anpassungen des Kaltwalzgrades oder unterschiedlichen Wärmebehandlungen, und einer verbesserten chemischen Zusammensetzung erfolgte eine Reduktion dieser optischen Ausprägungen. Weiters wurden Zugaben von Kupfer, Zink, Zirkon oder Erbium untersucht. Bei Vorliegen einer feinen Mikrostruktur und speziellen Umformbedingungen, Temperaturen über 400 °C und Dehnraten von unter 10-2 s-1, können AlMgMn-Legierungen superplastisch verformt werden. Maximale Dehnungen von mehreren Hundert Prozent sind realisierbar. Ausgehend von einer industriell verfügbaren AlMgMn-Legierung war eine gesteigerte Verformungsgeschwindigkeit bzw. höhere Dehnungen angestrebt. Unter Berücksichtigung der aktiven Verformungsmechanismen wurde eine optimierte Blechvariante bei realitätsnahen Bedingungen getestet.

KW - Aluminium alloys

KW - alloying elements

KW - Aluminiumlegierungen

KW - Legierungstechnik

U2 - 10.34901/mul.pub.2024.045

DO - 10.34901/mul.pub.2024.045

M3 - Dissertation

ER -