Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1620
Main Title: Weiterentwicklung des Strangpressens von AZ Magnesiumlegierungen im Hinblick auf eine Optimierung der Mikrostruktur, des Gefüges und der mechanischen Eigenschaften
Translated Title: Enhancements of the extrusion of AZ magnesium alloys in terms of an optimization of the microstructure and mechanical properties
Author(s): Müller, Sören
Advisor(s): Reimers, Walter
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Im Zuge der zunehmenden Diskussionen um eine Reduktion des CO2-Ausstosses hat Magnesium als leichtester metallischer Konstruktionswerkstoff wieder an Bedeutung gewonnen. Derzeitig werden jedoch nahezu ausschließlich Gussbauteile aus Magnesiumlegierungen im Automobilbau eingesetzt, da Magnesium-Strangpressprofile aufgrund ihrer Mikrostruktur nach dem Strangpressen eine starke Asymmetrie der mechanischen Eigenschaften unter Zug- und Druckbelastung (Strength Differential Effect) aufweisen. Für eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ist die genaue Kenntnis des Einflusses der unterschiedlichen Strangpressparameter auf die Mikrostruktur der Produkte notwendig. Daher wurden für die drei Magnesiumknetlegierungen AZ31, AZ61 und AZ80 die Parameter Strangpressverfahren, Bolzeneinsatz-temperatur, Produktgeschwindigkeit, Pressverhältnis und Abkühlbedingung variiert. Anschließend wurde die Mikrostruktur analysiert sowie die mechanischen Eigenschaften der Stränge bestimmt. Zusammen mit einer Analyse der Verformungsmechanismen der stranggepressten und anschließend kaltverformten Produkte konnten so Möglichkeiten zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch eine Veränderung des Strangpress-prozesses oder einen anschließenden Wärmebehandlung gefunden werden. Da der Strength Differential Effect durch die texturbedingte Zwillingsbildung, die nur unter Druckbelastung entlang der Strangpressachse, hervorgerufen wird, zielen die Veränderungen des Strangpressprozesses auf eine Unterdrückung dieser Zwillingsbildung. Aufgrund der im Vergleich zum Versetzungsgleiten höheren Hall-Petch-Konstante für die Zwillingsbildung, wurde durch eine Vorverformung mittels ECAE-ähnlichen Prozessen zum einen eine Kornfeinung der Strangpressprodukte erzielt. Zum anderen wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem der Strang in einen hydrostatischen Gegendruck gepresst wird, um die Textur schon während des Strangpressens zu verändern. Dadurch wird die Zwillingsbildung bereits zum Teil während des Strangpressens aktiviert. In beiden Fällen nimmt die kritische Schubspannung für die Zwillingsbildung bei einer anschließenden Kaltverformung zu und die mechanischen Eigenschaften der Strangpressprodukte werden verbessert.
In the course of the increasing discussions about a reduction of the CO2 emissions magnesium has gained importance since it is the lightest metal for structural applications. Currently magnesium alloys are almost exclusively used as cast parts in the automotive industry because due to their microstructure extruded magnesium profiles exhibit a strong asymmetry in the mechanical properties under tensile and compressive loading (strength differential effect). In order to improve the mechanical properties a detailed knowledge about the influence of the different extrusion parameters on the microstructure of the extrudates is necessary. Therefore, the parameters extrusion method, billet temperature, product speed, extrusion ratio and cooling condition were varied for the extrusion of the magnesium alloys AZ31, AZ61 and AZ80. Subsequently the microstructure was analysed and the mechanical properties determined. With an additional analysis of the deformation modes of the extruded and cold deformed products it could be discovered that an improvement of the mechanical properties can be achieved by either a modification of the extrusion process or a heat treatment after the extrusion. Since the strength differential effect in caused by twinning which due to the texture of the extrudates is only active under a compressive loading along the extrusion direction the modification of the extrusion process aims at a suppression of this twinning. Because on the one hand compared to that for dislocation glide the Hall-Petch-Constant for twinning is bigger a grain refinement of the extruded products could be achieved by a predeformation using ECAE similar processes. On the other hand a process has been developed where the profiles are extruded into a hydrostatic counter pressure in order to alter the texture during the extrusion. Thereby the twinning is already activated during the extrusion. Both modifications of the extrusion process result in an increase of the critical resolved shear stress for twinning during the subsequent cold deformation and thus in improved mechanical properties.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-15858
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1917
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1620
Exam Date: 3-May-2007
Issue Date: 14-Jun-2007
Date Available: 14-Jun-2007
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Korngröße
Magnesium
Mechanische Eigenschaften
Strangpressen
Textur
Extrusion
Grain Size
Magnesium
Mechanical Properties
Texture
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Institut für Werkstoffwissenschaften und -technologien » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_27.pdf13.81 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.