Untersuchung der dynamischen und statischen ... Ziel der Arbeit ist es, die unterschiedlichen Gefأ¼gestrukturen

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  • Untersuchung der

    dynamischen und

    statischen

    Rekristallisations- und

    Erholungsvorgänge von

    AA6082 Aluminium

    Stranggepresst

    Bachelorarbeit

    2009

    von Michael Hauser

    TU Wien

    23.08.2009

  • Michael Hauser TU Wien WIW - MB Matr. - Nr.: 0625459 BA - AA6082 Warmumformung E033 282

    LV: 308.126 Betreuerin: Dr. Cecilia Poletti 6. Semester Datum: 09.09.2009 Dateiname: Bachelorarbeit.docx Seite 2 von 88

    Bachelorarbeit

    Untersuchung der dynamischen und statischen Rekristallisations- und Erholungsvorgänge von AA6082

    Aluminium Stranggepresst

    ausgeführt zum Zwecke der Erlangung des akademischen Grades eines

    Bachelor of Science unter der Betreuung von

    Dr. Cecilia Poletti

    Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie

    eingereicht an der Technischen Universität Wien

    Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften

    von

    Michael Hauser

    0625459 (E033 282)

    Rathausplatz 7

    3160 Traisen

    Wien, im August 2009

    ________________________

    Michael Hauser

  • Michael Hauser TU Wien WIW - MB Matr. - Nr.: 0625459 BA - AA6082 Warmumformung E033 282

    LV: 308.126 Betreuerin: Dr. Cecilia Poletti 6. Semester Datum: 09.09.2009 Dateiname: Bachelorarbeit.docx Seite 3 von 88

    Vorwort Die Forderung nach größtmöglicher Wirtschaftlichkeit macht die Gestaltung und

    Konstruktion von leichten Produkten unumgänglich. Sei es bei bewegten Gütern wo

    hohe Massen zu hohen Beschleunigungskräften und somit zu hohen

    Energieverbrauch führen, oder überhaupt zur Erreichung der gewünschten Funktion.

    Ein Flugzeug zum Beispiel würde ohne Einsatz von Aluminium niemals abheben.

    Damit verbunden sind einerseits exakte ingenieursmäßige Berechnungsmethoden,

    die unnötigen Materialzugaben wegen Unsicherheiten vermeiden lassen, aber auch

    die Forschung von Leichtbaumaterialen. Eines das am häufigsten verwendete

    metallische Leichtbaumaterial ist wohl Aluminium in den unterschiedlichsten

    Legierungen.

    Durch diese Arbeit möchte ich nun die Literatur bzw. die Forschung rund um den

    Werkstoff Aluminium erweitern. Vorerst möchte ich mich aber bei folgenden

    Personen für die tatkräftige Unterstützung bedanken:

    Frau Dr. Cecilia Poletti für die Unterstützung im Labor

    Frau Petra Steininger für die Unterstützung in allen Belangen

    Alle Angaben nach bestem Wissen ermittelt und protokolliert, aber ohne Gewähr!

  • Michael Hauser TU Wien WIW - MB Matr. - Nr.: 0625459 BA - AA6082 Warmumformung E033 282

    LV: 308.126 Betreuerin: Dr. Cecilia Poletti 6. Semester Datum: 09.09.2009 Dateiname: Bachelorarbeit.docx Seite 4 von 88

    Inhaltsverzeichnis 1. Abstract.................................................................................................................. 7

    2. Der Werkstoff Aluminium ..................................................................................... 8

    2.1 Was ist Aluminium? ............................................................................................... 8

    2.2 Eigenschaften von reinem Aluminium ................................................................... 8

    2.3 Gewinnung von Aluminium .................................................................................... 9

    2.4 Aluminiumlegierungen ......................................................................................... 10

    2.4.1 Allgemeines ........................................................................................... 10

    2.4.2 AlMgSi – Legierung ............................................................................... 11

    2.5 Erholung und Rekristallisation ............................................................................. 12

    2.5.1 Erholung ................................................................................................ 12

    2.5.2 Rekristallisation ..................................................................................... 13

    2.6 Werkstoffbkennzeichnung ................................................................................... 14

    2.7 Mikroskopie ......................................................................................................... 16

    2.7.1 Lichtmikroskopische Untersuchungen ................................................... 16

    2.7.2 EBSD ..................................................................................................... 16

    2.8 Umformung von Aluminiumwerkstoffen ............................................................... 17

    2.8.1 Einige Merkmale .................................................................................... 17

    2.8.2 Verfahrensarten bei der Umformung ..................................................... 19

    2.8.2.1 Klassifizierung nach Kraftwirkungen ............................................................................. 19

    2.8.2.2 Kalt- , Halbwarm-, Warmumformung ............................................................................ 19

    2.8.3 Fließkurven ............................................................................................ 20

    3. Experimentell ....................................................................................................... 21

    3.1 Werkstoff ............................................................................................................. 21

    3.2 Betrachten des Lieferzustandes im Lichtmikroskop ............................................ 21

    3.2.1 Bearbeiten der Probe ............................................................................. 22

  • Michael Hauser TU Wien WIW - MB Matr. - Nr.: 0625459 BA - AA6082 Warmumformung E033 282

    LV: 308.126 Betreuerin: Dr. Cecilia Poletti 6. Semester Datum: 09.09.2009 Dateiname: Bachelorarbeit.docx Seite 5 von 88

    3.2.1.1 Zuschneiden.................................................................................................................. 22

    3.2.1.2 Polieren ......................................................................................................................... 23

    3.2.1.3 Ätzen ............................................................................................................................. 25

    3.3 Kaltverformung .................................................................................................... 26

    3.4 Wärmebehandlung .............................................................................................. 28

    3.5 Warmverformung ................................................................................................ 29

    3.6 EBSD- Untersuchungen ...................................................................................... 31

    3.7 Lichtmikroskopische Untersuchungen ................................................................. 35

    3.8 Zener - Hollomon ................................................................................................ 36

    4. Ergebnisse ........................................................................................................... 37

    4.1 AA6082 im Lieferzustand .................................................................................... 37

    4.2 Kaltverformung .................................................................................................... 39

    4.3 Warmverformung ................................................................................................ 40

    4.4 EBSD – Untersuchungen .................................................................................... 42

    4.4.1 Lieferzustand ......................................................................................... 42

    4.4.1.1 Daten der Proben .......................................................................................................... 42

    4.4.1.2 Abbildungen der Proben ............................................................................................... 42

    4.4.1.3 Diagramme.................................................................................................................... 44

    4.4.2 Kaltverformt und wärmebehandelt ......................................................... 46

    4.4.2.1 Abbildungen der Proben ............................................................................................... 46

    4.4.2.2 Daten der Proben .......................................................................................................... 48

    4.4.2.3 Diagramme.................................................................................................................... 48

    4.4.3 Warmverformt ........................................................................................ 50

    4.4.3.1 Abbildungen der Proben ............................................................................................... 50

    4.4.3.2 Daten der Proben .......................................................................................................... 54

    4.4.3.3 Diagramme.................................................................................................................... 58

    4.5 Lichtmikroskopische Untersuchungen ...............................................