Einfluss von ECAP und Wärmebehandlung auf Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften einer SiC-verstärkten AlCu-Legierung

Wagner, S.; Podlesak, H.; Siebeck, S.; Nestler, D.; Wagner, M.F.-X.; Wielage, B.; Hockauf, M.

doi:10.1002/mawe.201000656

Einfluss von ECAP und Wärmebehandlung auf Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften einer SiC-verstärkten AlCu-Legierung (bibtex)

by S. Wagner, H. Podlesak, S. Siebeck, D. Nestler, M.F.-X. Wagner, B. Wielage, M. Hockauf

Abstract:

Der Beitrag befasst sich mit der Herstellung und Eigenschaftsmodifizierung eines pulvermetallurgisch hergestellten Verbundwerkstoffes auf Basis der ausscheidungshärtbaren Aluminiumknetlegierung EN AW-2017 und 5 Vol.-% SiC-Partikeln der Kornfraktion 0,2 bis 2 μm. Dabei wird eine Kombination von ECAP und nachträglicher Wärmebehandlung angewendet. Die verschiedenen Behandlungszustände werden anhand von lichtmikroskopischen, raster- sowie transmissionselektronenmikroskopischen Untersuchungen charakterisiert. Die mechanischen Eigenschaften werden durch Härtemessungen und quasistatische Zugversuche dokumentiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe der zur Herstellung verwendeten Prozessroute im stranggepressten Zustand eine relativ homogene Verteilung und eine gute Einbettung der SiC-Partikel in die Matrix sowie ein geeigneter Grenzflächenzustand erzielt werden. Während der nachträglichen Lösungsglühbehandlung entsteht eine signifikante Porosität, die auf hohe Mengen und unzureichende Entfernung der Stearinsäure (Hilfsstoff bei der Herstellung des Verbundpulvers) zurückzuführen ist. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffes negativ beeinflusst. Die Untersuchungen zeigen außerdem, dass die ECAP- Umformung von Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen mit max. 1 μm großen Hartstoffpartikeln realisierbar ist und eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften grundsätzlich erzielt werden kann. Die ECAP-Umformung führt zu einer signifikanten Festigkeitssteigerung, die auf eine veränderte Defektstruktur zurückgeführt werden kann. Die hier betrachtete Temperaturwahl für die nachfolgende Wärmebehandlung bei 170 °C erweist sich jedoch als nicht gut geeignet, da ein Entfestigungseffekt der Matrixlegierung aufgrund von Erholungs- und Überalterungsvorgängen einsetzte. Die hier präsentierten, ersten Ergebnisse bilden die Grundlage für weitere Untersuchungen zur mikrostrukturellen Optimierung von partikelverstärkten Aluminiumlegierungen durch ECAP

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Reference:

Wagner, S., Podlesak, H., Siebeck, S., Nestler, D., Wagner, M.F.-X., Wielage, B., Hockauf, M.: Einfluss von ECAP und Wärmebehandlung auf Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften einer SiC-verstärkten AlCu-Legierung, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 41, 704-710, 2010.

Bibtex Entry:

@Article{Wagner2010,
  author   = {Wagner, S. and Podlesak, H. and Siebeck, S. and Nestler, D. and Wagner, M.F.-X. and Wielage, B. and Hockauf, M.},
  journal  = {Materialwissenschaft und Werkstofftechnik},
  title    = {{Einfluss von {ECAP} und W\"{a}rmebehandlung auf Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften einer {SiC}-verst\"{a}rkten {AlCu}-Legierung}},
  year     = {2010},
  issn     = {09335137},
  number   = {9},
  pages    = {704--710},
  volume   = {41},
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  doi      = {10.1002/mawe.201000656},
  keywords = {Aluminiummatrix-Verbundwerkstoff, EN AW-2017, Equal-channel angular pressing (ECAP), Mikrostruktur, SiC-Partikelverst\"{a}rkung},
  url      = {http://doi.wiley.com/10.1002/mawe.201000656},
}