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Mikrostruktur, Textur und Eigenspannungen von stranggepressten und reibrühgeschweißten aushärtbaren Aluminiumlegierungen
Wegener, Jörg
Im Rahmen dieser Arbeit werden am Beispiel des Aluminiumwerkstoffes PM-AlSi25Cu4Mg1 nach dem Strangpressen sowie der Aluminiumlegierung 6013 nach dem Reibrührschweißen der Einfluss von Verfahrensparameter bei der Warmumformung auf Mikrostruktur, Textur und Eigenspannungen untersucht. Zur zerstörungsfreien Texturanalyse und Eigenspannungsanalyse wurden Beugungsverfahren mit Röntgen-, Neutronen- und hochenergetischer Synchrotronstrahlung eingesetzt. Die mit den verschiedenen Verfahren verbundenen unterschiedlichen Eindringtiefen werden genutzt, um umfassende Untersuchungen der gesamten Proben zu ermöglichen. Die Beurteilung des Ausscheidungszustandes und des Gefüges erfolgt mit mikroskopischen Untersuchungen. Weiterhin wurden die Festigkeitskennwerte der Strangpressprodukte mittels Zugversuchen bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur ermittelt. Als mechanischer Kennwert der reibrührge-schweißten Bleche wurde die Mikrohärte aufgenommen. Der pulvermetallurgische Aluminiumwerkstoff AlSi25Cu4Mg1 verhält sich beim Strangpressen wie ein teilchenverstärkter Metallmatrixverbundwerkstoff. Der Aus-scheidungszustand ist entscheidend für das mechanische Verhalten der stranggepressten Produkte. Die Größe der intermetallischen Verbindungen hängt im wesentlichen von den beim Strangpressen erreichten Temperaturen ab. Nach dem Strangpressen weist die Aluminiummatrix eine <100>/<111> Doppelfasertextur auf. Der Eigenspannungszustand der Strangpressprodukte wird durch die thermischen Mikro-spannungen bestimmt, die durch den Unterschied der thermischen Ausdehnungsko-effizienten der Aluminiummatrix und der Siliziumpartikel verursacht werden. Aufgrund der langsamen Abkühlung der Produkte treten nur geringe Makroeigenspannungen auf. Der Materialfluss beim Reibrührschweißen wird durch die Verfahrensparameter bestimmt. Die thermischen Vorgänge während und nach dem Schweißen sind die Ursache für die Eigenspannungen beim Reibrührschweißen. Die Lage der Eigenspannungsmaxima ist stark vom Werkzeugdurchmesser abhängig. Durch die starke Erwärmung wachsen die Ausscheidungen. Neben dem Ausscheidungszustand wird die Mikrohärte durch Kaltverformung und die Korngröße bestimmt.
