Einfluss unterschiedlicher Strangpressparameter auf Grobkornzone und Rekristallisation

Abstract

Aluminium is used in various industries (for example in the automotive and aircraft industryor also in the building industry). It has a low density, good thermal conductivity, corrosionresistance and high achievable strengths. It can be shaped by extrusion. Of particular importancefor the properties of the material is its microstructure. Based on this, the recrystallizationbehaviour and the peripheral coarse grain zone (PCG) of an AlMgSi wrought alloy (AW-6082),after extrusion with different press parameters, is analysed in this thesis. A comprehensiveliterature research on homogenization treatment, dispersoids, PCG and relevant recrystallisationmechanisms during extrusion is carried out.Different temperature profiles are used for the homogenization of the billets, in order to producedifferent dispersoid distributions in the material. Through these heat treatments it is possibleto determine the effect of the dispersoids on the recrystallisation behaviour and the coarsegrain zone that sometimes occurs in extruded profiles. This coarse grain in the peripheralarea deteriorates mechanical and corrosion properties. In extrusion tests with AW-6082 billetmaterial, the influence of varied speed on the microstructure, using two different tool geometries,is analysed.Experiments are carried out on an extrusion press in the laboratory, and a finite-element-method(FEM) process simulation is conducted. With the help of the simulation, all relevant local statevariables (e.g. strain, strain rate, temperature etc.) can be analysed. The coupling of experimentsand FEM simulations provides information about the conditions necessary for the avoiding ofcoarse recrystallized grain in the peripheral area of the extruded part.

Aluminium findet in den verschiedensten Branchen Verwendung. Besonders hervorzuheben ist die vergleichsweise niedrige Dichte, gute Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit sowie die erreichbaren hohen Festigkeiten. Die Formgebung kann beispielsweise durch Strangpressen erfolgen. Von besonderer Bedeutung für die Eigenschaften des Materials ist dessen Mikrostruktur. Aufgrund dessen wird in dieser Arbeit das Rekristallisationsverhalten bzw. die Grobkornzone (PCG) einer AlMgSi Knetlegierung (AW-6082) nach dem Strangpressen mit unterschiedlichen Pressparametern untersucht. Abgerundet wird die Arbeit durch eine umfassende Literaturrecherche zur Homogenisierung, Dispersoide und PCG bzw. relevanter Rekristallisationsmechanismen beim Strangpressen. Dabei sollen durch verschiedene Temperaturprofile, bei der Homogenisierung der zu pressenden Bolzen, auch unterschiedliche Dispersoid-Verteilungen im Material erzielt werden. Durch diese Wärmebehandlung soll die Auswirkung der Dispersoide auf das Rekristallisationsverhalten bzw. die bei Strangpressprofilen teilweise auftretende Grobkornzone untersucht werden können. Dieses grobe Korn im Randbereich verschlechtert mechanische Eigenschaften sowie Korrosionseigenschaften. In Strangpressversuchen mit AW-6082 soll der Einfluss unterschiedlicher Press-Geschwindigkeiten unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Werkzeuggeometrien auf das Gefüge analysiert werden. Experimente werden an einer Strangpresse im Labormaßstab durchgeführt und es wird eine Finite-Elemente-Methode (FEM) Prozesssimulation eingesetzt. Mithilfe der Simulation sollen sämtliche relevante lokale Zustandsgrößen (z.B. Dehnungen, Dehnraten, Temperaturen usw.) analysiert werden. Die Kopplung von Experimenten und FEM-Simulationen liefert Hinweise auf die Voraussetzungen zur Vermeidung von grobem rekristallisiertem Korn im Randbereich des Strangs.