Erfassung von Effekten beim Skalieren von ECAP am Beispiel einer 6000er Aluminiumlegierung (bibtex)

by P. Frint, T. Halle, M.F.-X. Wagner, M. Hockauf, T. Lampke

Abstract:
In dieser Arbeit wird das Potenzial der ECAP-Umformung (engl. Equal-Channel Angular Pressing) für eine Skalierung vom Labor- zum industriellen Groß maß stab betrachtet. Im Fokus der Untersuchungen stehen dabei insbesondere die Erfassung und Quantifizierung von Skalierungseffekten auf die mechanischen Eigenschaften. Am Beispiel einer gut pressbaren Aluminiumknetlegierung der 6000er Reihe werden ECAP-Umformungen mit Halbzeugquerschnitten von 15×15 mm2 und 50×50 mm2 realisiert. Neben der Charakterisierung der mechanischen Werkstoffeigenschaften durch Härtemessungen und Zugversuche werden relevante Prozessparameter beleuchtet: In beiden Größenmaßstäben besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der zur Umformung notwendigen Presskraft und der Halbzeuglänge. Dieser Effekt kann direkt der mit steigender Halbzeuglänge zunehmenden Reibung zugeschrieben werden. Durch eine Charakterisierung der lokalen, richtungsabhängigen Werkstoffeigenschaften nach ECAP wird gezeigt, dass jeweils nur geringe Eigenschaftsunterschiede innerhalb der umgeformten Halbzeuge im Industriemaßstab vorliegen. Diese Ergebnisse zeigen, dass eine Skalierung der ECAP-Umformung hin zu industriell relevanten Querschnitten problemlos möglich ist, und dass die in der Literatur vorgestellten Kombinationen aus ECAP und anschließender Wärmebehandlung gut vom Klein- auf den Großmaßstab übertragen werden können.
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Reference:
Frint, P., Halle, T., Wagner, M.F.-X., Hockauf, M., Lampke, T.: Erfassung von Effekten beim Skalieren von ECAP am Beispiel einer 6000er Aluminiumlegierung, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 41, 814-821, 2010.
Bibtex Entry:
@Article{Frint2010,
  author   = {Frint, P. and Halle, T. and Wagner, M.F.-X. and Hockauf, M. and Lampke, T.},
  journal  = {Materialwissenschaft und Werkstofftechnik},
  title    = {{Erfassung von Effekten beim Skalieren von {ECAP} am Beispiel einer 6000er Aluminiumlegierung}},
  year     = {2010},
  issn     = {09335137},
  number   = {9},
  pages    = {814--821},
  volume   = {41},
  abstract = {In dieser Arbeit wird das Potenzial der ECAP-Umformung (engl. Equal-Channel Angular Pressing) f\"{u}r eine Skalierung vom Labor- zum industriellen Gro\ss ma\ss stab betrachtet. Im Fokus der Untersuchungen stehen dabei insbesondere die Erfassung und Quantifizierung von Skalierungseffekten auf die mechanischen Eigenschaften. Am Beispiel einer gut pressbaren Aluminiumknetlegierung der 6000er Reihe werden ECAP-Umformungen mit Halbzeugquerschnitten von 15×15 mm\textsuperscript{2} und 50×50 mm\textsuperscript{2} realisiert. Neben der Charakterisierung der mechanischen Werkstoffeigenschaften durch H\"{a}rtemessungen und Zugversuche werden relevante Prozessparameter beleuchtet: In beiden Gr\"{o}\ssenma\ssst\"{a}ben besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der zur Umformung notwendigen Presskraft und der Halbzeugl\"{a}nge. Dieser Effekt kann direkt der mit steigender Halbzeugl\"{a}nge zunehmenden Reibung zugeschrieben werden. Durch eine Charakterisierung der lokalen, richtungsabh\"{a}ngigen Werkstoffeigenschaften nach ECAP wird gezeigt, dass jeweils nur geringe Eigenschaftsunterschiede innerhalb der umgeformten Halbzeuge im Industriema\ssstab vorliegen. Diese Ergebnisse zeigen, dass eine Skalierung der ECAP-Umformung hin zu industriell relevanten Querschnitten problemlos m\"{o}glich ist, und dass die in der Literatur vorgestellten Kombinationen aus ECAP und anschlie\ssender W\"{a}rmebehandlung gut vom Klein- auf den Gro\ssma\ssstab \"{u}bertragen werden k\"{o}nnen.},
  doi      = {10.1002/mawe.201000670},
  isbn     = {1521-4052},
  keywords = {Aluminiumknetlegierung, ECAP-Umformung, Pressk\"{a}fte, Skalierungseffekte, mechanische Kennwerte},
  url      = {http://dx.doi.org/10.1002/mawe.201000670},
}
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