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Main Title: Das Umformverhalten von Magnesiumblechen der Legierungen AZ31 und ZE10
Translated Title: The formability of AZ31 and ZE10 magnesium alloy sheets
Author(s): Stutz, Lennart
Advisor(s): Reimers, Walter
Referee(s): Kainer, Karl Ulrich
Reimers, Walter
Wagner, Manfred
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Anwendung von Magnesiumblechen im Ultraleichtbau der Transportindustrie verspricht ein hohes Potential zur weiteren Gewichts- und somit Emissionsreduzierung. Die eingeschränkte Kaltumformbarkeit von verfügbaren Magnesiumblechen stellt ein Hindernis dar, welches durch legierungstechnische Maßnahmen überwunden werden kann. Die kristallographische Textur ist in vorangegangenen Arbeiten als maßgeblicher Einflussfaktor auf das Umformvermögens von Magnesiumblechen identifiziert worden. Die Zulegierung von Seltenen Erdelementen kann zur Ausbildung sich grundsätzlich von typischen scharfen Basaltexturen unterscheidenden Texturen führen. In dieser Arbeit werden Magnesiumfeinbleche hinsichtlich ihres Verformungsverhaltens und Umformvermögens untersucht. Die Bleche sind von Industriepartnern im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes einerseits aus Brammen und andererseits aus über einen Gießwalzprozess hergestelltem Dünnband warmgewalzt worden. Bleche der Vergleichslegierung AZ31 sowie Bleche der Legierung ZE10 mit einem geringen Gehalt an Seltenen Erdelementen werden in ein- und mehrachsigen Blechumformprüfverfahren charakterisiert. Aus Dehnfeldmessungen gewonnene Grenzformänderungsschaubilder der Bleche bei Umformtemperaturen von Raumtemperatur bis 250 °C bilden die Grundlage der Diskussion des Umformverhaltens. Besonderes Augenmerk wird auf den Einfluss der kristallographischen Textur auf die Umformbarkeit, die Gefügeentwicklung sowie die ebene und senkrechte Anisotropie gelegt. Ergebnisse aus der Röntgendiffraktometrie, der Lichtmikroskopie sowie der Rückstreuelektronenbeugung werden zur Studie der Verformung und der Rekristallisation der Blechwerkstoffe herangezogen. Es zeigt sich, dass aus Bramme gewalzte Bleche der Legierung ZE10 aufgrund ihrer abgeschwächten kristallographischen Textur eine deutlich erhöhte Umformbarkeit gegenüber Blechen der Vergleichslegierung AZ31 aufweisen.
The application of magnesium alloy sheet for ultra-light weight designs in the transportation industry promises a high potential for weight saving and hence, reduction of emissions. The limited cold formability of available magnesium alloy sheet is an obstacle to be overcome by alloy development. In former works, the crystallographic texture was identified as major factor for the formability of magnesium alloy sheets. Addition of rare earth elements can result in the formation of texture types unlike the typical, sharp basal texture. In this thesis, the deformation behaviour and formability of magnesium alloy sheet is investigated. Industrial partners have supplied the sheets in the framework of a project, funded by the Federal Ministry of Education and Research. On the one hand, the sheets were conventionally hot rolled from a slab and on the other hand, twin roll cast strip was used for hot rolling. Sheets of the benchmark alloy AZ31 and sheets of the alloy ZE10, containing rare earth elements, are characterised in uniaxial and multiaxial sheet metal testing. Strain field measurements yield forming limit diagrams at deformation temperatures up to 250 °C for discussing the deformation behaviour. Special focus lies on the influence of the crystallographic texture on the formability, the microstructural evolution and the planar as well as perpendicular anisotropy. Results from x-ray diffraction, optical microscopy and electron backscatter diffraction are used to investigate the deformation behaviour and the recrystallization. It is shown that the conventionally rolled sheet of the alloy ZE10 possesses a superior formability compared to the sheets of the benchmark alloy AZ31 due to its weakened crystallographic texture.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-73558
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/5091
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4794
Exam Date: 7-Oct-2015
Issue Date: 13-Nov-2015
Date Available: 13-Nov-2015
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Blech
Magnesium
Umformverhalten
Formability
Magnesium
Sheet metal
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