Deformation induced microstructure evolution during dynamic and static recovery in AA6061 aluminium alloys

Abstract

Um den steigenden Materialanforderungen gerecht zu werden, ist die Kenntnis der mechanischen Werkstoffeigenschaften wie Festigkeit, Härte, Duktilität und Zähigkeit unabdingbar. Hierbei spielen Kristalldefekte, wie Versetzungen, eine entscheidende Rolle, da deren Bewegungen durch das Material die Grundlage der plastischen Verformung darstellen. Ziel dieser Arbeit ist die Beschreibung der Substrukturentwicklung von kaltverformten AA6061-Aluminiumlegierungen während einer Wärmebehandlung bei 325 °C. Vor der Verformung werden die Proben zunächst lösungsgeglüht, abgeschreckt und warmausgelagert, damit gleichmäßig verteilte Ausscheidungen bereits stabil vorliegen und keine Ausscheidungshärtung bei weiteren Wärmebehandlungen zu erwarten ist. Die Mikrostruktur der zwischen 5 Sekunden und 〖10〗 4 Sekunden geglühten Proben wird dabei mittels EBSD Aufnahmen beschrieben. Die hervorgerufene Erholung des Gefüges wird durch eine energetisch günstigere Anordnung der Versetzungen realisiert, welche sich durch ein Subkornwachstum äußert. Mittels des Similitude Prinzips kann eine Verknüpfung des Subkorndurchmessers mit einer durchschnittlichen Versetzungsdichte hergestellt und mit Modellen, wie dem erweiterten Kocks-Mecking-Modell, verglichen werden. Der Vorteil dieser Herangehensweise ist der zusätzliche Informationsgewinn über die Versetzungsanordnung und der damit verbundenen Beschreibung der Mikrostruktur.

The substructure evolution of cold deformed AA6061 aluminium alloys is investigated during annealing processes at a temperature of 325 °C. The specimens are homogenized, quenched and artificially aged to ensure a homogeneous and stable distribution of precipitates in order to avoid precipitation hardening during further heat treatments. Annealing times vary between 5 seconds and 〖10〗 4 seconds, and the microstructural evolution is observed by using Electron Backscatter Diffraction (EBSD). Static recovery arises by a rearrangement of dislocations to minimize the total energy, which can be detected by subgrain growth. The similitude principle correlates the subgrain diameter to the average dislocation density, ensuring a comparability to predictive models, such as the extended Kocks-Mecking model. The advantage of this method is the additionally gained information about the arrangement of dislocations and the associated description of the microstructure.