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Einfluss verschiedener Legierungselemente auf Mikrostruktur und Werkstoffeigenschaften von Al-Li-Legierungen

Schlingmann, Tina - Technische Universität Berlin (2016)


Aufgrund des steigenden Bedarfs der Flugzeugindustrie an Strukturelementen mit höherem Leistungsgewicht sind im metallischen Bereich die Al-Li-Werkstoffe wegen ihrer vorteilhaften Dichte in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Die aktuelle Generation der Al-Li-X-Legierungen wird bereits in begrenztem Maß eingesetzt, stößt jedoch durch das Zulegieren von kostenintensiven Elementen wie Silber an die preisliche Akzeptanzgrenze der Flugzeughersteller. Des Weiteren wird auch in den mechanischen Eigenschaften Verbesserungspotential gesehen.

Die vorliegende Arbeit soll dazu beitragen, noch bestehende Kenntnislücken zur Wirkungsweise bestimmter Legierungselemente auf das Ausscheidungsverhalten und auf die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften zu schließen. Dafür wurden stranggepresste Flachstangen aus der bestehenden Legierung AA2050 und aus sechs entsprechenden Versuchslegierungen gefertigt. Die Untersuchungen beleuchten die Entwicklung der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von den Warmauslagerungsparametern. Mittels Lichtmikroskop, Raster- und Transmissionselektronenmikroskop war es möglich, eine detaillierte Darstellung der ausscheidungshärtenden Phasen in Korrelation zu den mechanischen Eigenschaften aufzuzeigen. Trotz der Erhöhung des Kupfergehalts (> 3,5 Gew.%) über die angenommene Löslichkeitsgrenze wurde ein zunehmender Gehalt an - und T1-Phase nachgewiesen, die eine Festigkeitssteigerung bewirken, wie sie auch durch das teure Legierungselement Silber herbeigeführt wird. In Kombination mit einem erhöhten Magnesiumgehalt von 1,1 Gew.% ist die Ausscheidungsdynamik der - und T1-Phase jedoch durch das dominante Ausscheiden der S-Phase unterdrückt. Durch die Zugabe von 0,5 Gew.% Silizium haben sich keine ausscheidungshärtenden Phasen gebildet.


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