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Optimisation of thermo mechanical treatments using ECAP and aging for an aluminium alloy for automotive and aeronautical applications
Author(s) -
Hockauf K.,
Halle T.,
Hockauf M.,
Meyer L. W.,
Wagner M. F.X.,
Lampke T.
Publication year - 2010
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - English
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/mawe.201000663
Subject(s) - chemistry , metallurgy , nuclear chemistry , materials science
In diesem Beitrag wird an einer kaltaushärtenden Aluminiumlegierung des Al‐Mg‐Si‐(Cu)‐Systems eine Methode zur thermomechanischen Optimierung, bestehend aus dem ECAP‐Umformverfahren (engl.: Equal‐Channel Angular Pressing) und einer anschlieβenden Wärmebehandlung, vorgestellt. Mit dem Ziel einer verbesserten Festigkeit in Kombination mit einer moderaten Duktilität basiert diese Methode auf dem Einbringen einer hochgradig plastischen Verformung in das lösungsgeglühte Material und einem anschlieβenden Warmauslagern. Dabei werden Dauer und Temperatur der Auslagerungsbehandlung so gewählt, dass zum einen durch die Ausscheidungshärtung eine weitere Festigkeitssteigerung erreicht wird, zum anderen Erholungsvorgänge in der extrem kaltverfestigten Mikrostruktur aktiviert werden. Die Untersuchungsschwerpunkte dieser Arbeit beinhalten den Einfluss der Auslagerungsdauer und ‐temperatur auf die Entwicklung der Festigkeit und Duktilität der ECAP‐umgeformten Zustände. Mit Hilfe von elektronenmikroskopischen Durchstrahlungsaufnahmen werden Zusammenhänge zwischen den erzielten mechanischen Eigenschaften und charakteristischen mikrostrukturellen Merkmalen, insbesondere der Versetzungsstruktur und der Ausscheidungscharakteristik, ermittelt. Im Vergleich zum T6‐ausgelagerten Referenzzustand des Ausgangsmaterials kann durch eine zweifache ECAP‐Umformung mit einer nachfolgenden Auslagerungsbehandlung bei 150°C eine Festigkeitssteigerung von 27% bei einer Gleichmaβdehnung von 6,5% und einer Bruchdehnung von 20% erzielt werden. In this work, the promising approach of a combined equal‐channel angular pressing (ECAP) and aging treatment was applied to an Al‐Mg‐Si‐(Cu) alloy. With the aim of improving the strength and preserving a moderate ductility, this method consists of a severe plastic deformation in the solid‐solution heat‐treated condition and a subsequent aging to peak strength. For the following aging treatment, time and temperature are balanced in order to enable precipitation hardening up to the peak strength on the one hand and microstructural recovery of the severely work hardened material on the other hand. The main focus of this work lies on the influence of the aging time and temperature on the evolution of strength and ductility of the ECAP‐processed material. The underlying microstructural features, such as dislocation structures and precipitation characteristics, are evaluated by means of low‐voltage scanning transmission electron microscopy. In comparison to the initial peak aged condition, an increase in strength of about 27%, combined with a uniform elongation of 6.5% and a total elongation of 20%, was achieved by two ECAP‐passes and a subsequent aging to peak strength at 150°C.