Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-11810
For citation please use:
Main Title: Untersuchungen zum Strangpressen von Magnesium-Hybridprofilen
Translated Title: Investigations into the extrusion of magnesium hybrid profiles
Author(s): Nitschke, René
Advisor(s): Müller, Sören
Referee(s): Reimers, Walter
Ben Khalifa, Noomane
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
URI: https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/13015
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-11810
License: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das Strangpressen von Hybridprofilen aus Magnesiumlegierungen untersucht, die aus der Legierung AZ31 in Kombination mit den Legierungen AM30, ME21 und WE43 hergestellt wurden. Mit Hilfe variierender Matrizengeometrien wurden zunächst unterschiedliche Profilgeometrien stranggepresst. Als weitere Entwicklung wurde nachfolgend das Strangpressen von Magnesium-Hybridprofilen mit axial veränderlicher Wandstärke im industrienahen Maßstab umgesetzt. Die im Rahmen der Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse fanden Eingang in die Entwicklung eines neuartigen Strangpressverfahrens. Durch die Variation der Prozesstemperatur und der Pressgeschwindigkeit konnte beim Hybrid-Strangpressen von Flachprofilen das Warmumformverhalten der Legie-rungen AZ31 und AM30 auf ein vergleichbares Niveau eingestellt werden, was eine Verbesserung der geometrischen Profilqualität zur Folge hatte. Die Charakterisierung der AZ31/AM30-Hybrid-Flachprodukte zeigte, dass eine mit dem konventionellen Strangpressprozess vergleichbare Entwicklung der Mikrostruktur erfolgt. Im Zugversuch zeigten die Hybrid-Flachprodukte mit den monolithischen Profilen vergleichbare mechanische Eigenschaften. Durch Biegeversuche an AZ31/ME21-Hybridprofilen konnte jedoch eine signifikante Steigerung der Energieabsorption um 23 % im Vergleich zu monolithischen Profilen erreicht werden. Beim Hybrid-Strangpressen der Legierungen AZ31, ME21 und WE43, die sehr unterschiedliche Warmfestigkeiten aufweisen, konnte unter Verwendung asymmetrischer Vorkammer- und Profilgeometrien der Materialfluss lokal legierungsspezifisch derart beeinflusst werden, dass eine signifikante Verbesserung der Volumenverteilung und der geometrischen Profilqualität erreicht wurde. Durch die konsequente Weiterentwicklung des Strangpressprozess auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse konnte ein neuartiges Strangpressverfahren entwickelt werden. Sowohl die Geometrie von Magnesiumhybridprofilen als auch deren Interfacelage wurde signifikant verbessert. Die weiterführenden Arbeiten führten zur Entwicklung und Patentierung des Doppel-Container-Prinzips, mit dessen Hilfe die Profilqualität von Flachprofilen signifikant verbessert und gleichzeitig eine gleichbleibende Interfacelage erreicht wurde.
In the present work, the extrusion of magnesium alloy hybrid profiles produced from the alloy AZ31 in combination with the alloys AM30, ME21 and WE43 was investi-gated. Different profile geometries using varying die geometries were extruded. Furthermore, the extrusion of magnesium hybrid profiles with axially variable wall thickness was developed and implemented in industrial scale. The findings obtained in the course of the investigations were incorporated in the development of a novel extrusion process. By varying the process temperature and the extrusion speed for the hybrid extrusion of flat profiles, it was found that the hot forming behavior of the AZ31 and AM30 alloys could be set at comparable levels, resulting in an improvement in geometric profile quality. Characterization of the AZ31/AM30 hybrid flat products exhibited that microstructure development is comparable to the conventional extrusion process. The mechanical properties obtained by tension tests of the hybrid flat products were comparable to the monolithic profiles. On the other hand, bending tests on AZ31/ME21 hybrid profiles showed a significant 23% increase in energy absorption compared to monolithic profiles. For the hybrid extrusion of the alloys AZ31, ME21 and WE43, which possess different hot forming behaviors the material flow could be influenced locally in an alloy-specific manner by using asymmetric pre-chamber and profile geometries, thus, achieving that a significant improvement in volume distribution and geometric profile quality. By consistently refining the extrusion process on basis of the knowledge gained, it was possible to develop a new type of extrusion process. Both the geometry of magnesium hybrid profiles and their interface position were significantly improved. Further work led to the development and patenting of the double-container principle, which significantly improved the profile quality of flat profiles while at the same time achieving consistent interface position.
Subject(s): Hybridstrangpressen
axial variable Wandstärke
Magnesium Legierungen
3-Punkt-Biegung
tailored extruded blanks
hybrid extrusion
axially variable wall thickness
magnesium alloys
3-point-bending
Issue Date: 2021
Date Available: 3-Dec-2021
Exam Date: 25-Mar-2021
Language Code: de
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
TU Affiliation(s): Fak. 3 Prozesswissenschaften » Inst. Werkstoffwissenschaften und -technologien » FG Metallische Werkstoffe
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Publications

Files in This Item:
nitschke_rene.pdf
Format: Adobe PDF | Size: 15.5 MB
DownloadShow Preview
Thumbnail

Item Export Bar

This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons