Untersuchungen zum mechanischen Verhalten von Aluminium/Magnesium-Werkstoffverbunden und deren Grenzschicht bei der weiteren Umformung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Grenzschichtverhalten von Aluminium-Magnesium-Werkstoffverbunden während der Weiterverarbeitung durch Warmumformverfahren. Die Herstellung der Verbunde erfolgt mittels hydrostatischem Strangpressen, was zu einer stoffschlüssigen Verbindung in Form von intermetallischen Phasen führt.Während der weiteren Umformung zerbricht diese Grenzschicht in Fragmente ohne die stoffschlüssige Verbindung zu den Grundwerkstoffen aufzugeben. Die Auswirkungen dieser Fragmentierung auf die Grenzschichtfestigkeit wird mittels verschiedener Biegeversuche untersucht. Eine Eigenspannungsanalyse basierend auf dem Bohrlochverfahren und einer speziellen numerischenAuswertemethode ist ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit. Es folgt die Aufstellung eines Fragmentierungskriteriums, das die kritische Streckung für das Einsetzen der Grenzschichtfragmentierung anzeigt. Grundlage bildet eine Vielzahl von Rinnenstauchversuchen mit einer neu entwickelten Probenform. Die nach der Fragmentierung zu beobachtende Grenzschichtkinematik wird mittels numerischer Simulation nachempfunden und so Beanspruchungszustände auf mikroskopischer Ebene zugänglich gemacht

Untersuchungen zum mechanischen Verhalten von Aluminium/Magnesium-Werkstoffverbunden und deren Grenzschicht bei der weiteren Umformung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Grenzschichtverhalten von Aluminium-Magnesium-Werkstoffverbunden während der Weiterverarbeitung durch Warmumformverfahren. Die Herstellung der Verbunde erfolgt mittels hydrostatischem Strangpressen, was zu einer stoffschlüssigen Verbindung in Form von intermetallischen Phasen führt.Während der weiteren Umformung zerbricht diese Grenzschicht in Fragmente ohne die stoffschlüssige Verbindung zu den Grundwerkstoffen aufzugeben. Die Auswirkungen dieser Fragmentierung auf die Grenzschichtfestigkeit wird mittels verschiedener Biegeversuche untersucht. Eine Eigenspannungsanalyse basierend auf dem Bohrlochverfahren und einer speziellen numerischenAuswertemethode ist ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit. Es folgt die Aufstellung eines Fragmentierungskriteriums, das die kritische Streckung für das Einsetzen der Grenzschichtfragmentierung anzeigt. Grundlage bildet eine Vielzahl von Rinnenstauchversuchen mit einer neu entwickelten Probenform. Die nach der Fragmentierung zu beobachtende Grenzschichtkinematik wird mittels numerischer Simulation nachempfunden und so Beanspruchungszustände auf mikroskopischer Ebene zugänglich gemacht

A Fragmentation Criterion for the Interface of a Hydrostatic Extruded Al-Mg-Compound

Due to the higher demand for energy efficient products, light-weight constructions have become more important in recent years. An innovative, hydrostatic extruded Al-Mg-compound used here combines the corrosion resistance of aluminium with the outstanding lightweight properties of magnesium. During the production process, a thin boundary layer is built between the two basic materials. Investigations on further hot forming processing revealed a good formability of these compounds despite the fact that the boundary layer splits into fragments during forging and a new secondary boundary layer is built when the basic materials between the fragments come into contact again during the continuous deformation. The aim of the research is now to investigate fragmentation depending on the deformation rate and boundary layer thickness, which increases during the heat-up process in preparation of forging. For this purpose, a channel compression test is used in conjunction with a special newly developed specimen shape. The metallographic evaluation of the boundary layer reveals a strong dependency of fragmentation on the deformation rate and the boundary layer thickness. With the aid of a numerical simulation, an individual critical stretch could be determined at which fragmentation starts, and provide guidance for an optimal forging process design