Microstructural evolution during SPD of AlCu3

Titel in Übersetzung: Mikrostrukturelle Entwicklung während der Hochverformung von AlCu3

Michael Josef Faller

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

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Abstract

Über Hochverformung lassen sich submikro- und nanokristalline Materialien herstellen. Aufgrund ihrer aussergewöhnlichen mechanischen und physikalischen Eigenschften, sind solche Materialien einerseits von wissenschaftlichem Iteresse andererseits vielversprechend für zukünftige technische Anwendungen. Von allen etablierten Methoden zur Hochverformung hat die High Pressure Torsion (HPT) Technik das größte Verformungspotential. In vielen Materialien wurde bei sehr hohen Verformungsgraden eine sehr feinkörnige Sättigungsstruktur erreicht. In einphasigen Metallen ist diese Struktur jedoch thermisch nicht sehr stabil. Hochverformte Metallmatrixkompositmaterialien zeigen dagegen eine ausgeprägtere Kornfeinung und bessere thermische Stabilität. Ausscheidungshärtbare Legierungen können als chemische Komposite betrachtet werden. Durch entsprechende Wärmebehandlungen können unterschiedliche Ausscheidungen ins Material eingebracht werden, die möglicherweise zu einer feineren Struktur während der Verformung und zu erhöhter thermischer Stabilität nach der Verformung beitragen. Um das Verhalten ausscheidungshärtbarer Legierungen bezüglich Hochverformung besser zu verstehen, wurde in dieser Arbeit eine Al-3wt\%Cu Modelllegierung untersucht. Proben wurden unterschiedlichen Wärmebehandlungen unterzogen und anschliessend bei verschiedenen Temperaturen HPT-hochverformt. Das zur Umformung aufzubringende Torsionsmoment wurde gemessen und die verformten Proben anschliessend bei erhöhter Temperatur ausgelagert. Zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften wurden Mikrohärtemessungen durchgeführt. Die auftretenden Mikrostrukturen wurden mittels Raster- und Transmissionselektronenmikrosop untersucht. Mittels HPT konnte in der untersuchten Legierung eine submikrokristalline Struktur erzeugt werden. Es wurde beobachtet das die härtesteigerden Ausscheidungen während der Verformung zerbrechen und sich möglicherweise auflösen. Die resultierende Mikrostruktur besteht vorwiegend aus Großwinkelkorngrenzen und inkohärenten Korngrenzenausscheidungen, und ist für sehr hohe Verformungsgrade möglicherweise vom Ausgangszustand unabhängig. Die Korngröße scheint mit zunehmender Verformungstemperatur anzusteigen, und mit abnehmender Partikelgröße der zweiten Phase zu sinken. Entsprechend der Hall-Petch Beziehung wird die Festigkeit des verformten Materials vorwiegend von der Korngröße bestimmt. Beim Auslagern nach der HPT Verformung wurden keine härtesteigernden Ausscheidungen vorgefunden. Schon vorhandene Korngrenzenausscheidungen wachsen bevorzugt an Tripelpunkten, vermutlich über Korngrenzendiffusion, und behindern dabei das Kornwachstum.
Titel in ÜbersetzungMikrostrukturelle Entwicklung während der Hochverformung von AlCu3
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Pippan, Reinhard, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung17 Dez. 2010
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2010

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Hochverformung
  • HPT
  • ultrafeinkörnige Materialien
  • nanokristalline Materialien
  • Aluminiumlegierung
  • Ausscheidungshärtung

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