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Materials development

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Tose Petkov
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Eine geeignete Wärmebehandlung durchzuführen ist eine Möglichkeit, um mechanische Eigenschaften eines Gussstückes zu verbessern. Erst dadurch kommt es bei warmaushärtbaren Aluminiumlegierungen zum Erreichen der bestmöglichen Eigenschaften. Es wurden die optimale Lösungsglühtemperatur und die Parameter der Warmauslagerung für die Wärmebehandlung einer AlMgSi-Gusslegierung, die MAXXALLOY® – 59, im Kokillenguss ermittelt und verifiziert. Für die Bestimmung der notwendigen Parameter, Temperatur und Dauer des Glühvorganges bzw. der Warmauslagerung wurden umfangreiche Recherchen in einschlägiger Literatur, sowie Berechnungen mit der Software Thermo-Calc®, Abgüsse und Versuche mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) durchgeführt. Zur Überprüfung der ermittelten Werte wurden umfassende mikroskopische Untersuchungen und mechanische Prüfungen durchgeführt. In den Ergebnissen zeigte sich, dass die Gussstücke im lösungsgeglühten Zustand und T4 (8 Tage kaltausgelagert) gegenüber jenen im Gusszustand beachtlich höhere Festigkeits-, Härte- und Zähigkeitswerte aufweisen. Es konnten die optimalen Parameter für eine erfolgreiche Warmauslagerung der AlMg5Si2Mn-Legierung gefunden werden. Es wurden bei annähernd gleichbleibender Duktilität die Zugfestigkeit, Dehngrenze und Härte signifikant gesteigert.
In this thesis the artificial ageing of the heat treatment process and the effects of the heat treatment on microstructure and material properties at different temperatures and times were investigated for the aluminium casting alloy AlMg5Si2Mn. An optimal choice of the temperature and time parameters for the heat treatment can activate certain metallurgical processes which are responsible for an improvement in the mechanical properties. Two temperature levels were determined for a successful artificial ageing by the thermal analysis method “Differential Scanning Calorimetry” (DSC). The temperature can only be used in combination with an appropriate artificial ageing time to activate the metallurgical processes. Therefore heat treatment experiments at different artificial ageing times and temperature intervals (T4, T6, T64, T7) were examined. A solution anneal followed by natural ageing was performed to obtain best results. After the artificial ageing the mechanical properties were evaluated by using hardness and tensile tests. Subsequently to the heat treatment the structural changes were tested, documented and evaluated by metallographic investigations. In this bachelor thesis it was possible to find the optimal parameters for a successful artificial ageing of the alloy AlMg5Si2Mn. There were significantly increases in tensile strength, yield strength and hardness at near identical levels of ductility.
Thomas Pabel
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The present work shows a possible method for refining the micro structure of AlMgSi cast alloys in a similar fashion to the method which has been state of the art for many years in the case of hypoeutectic AlSi alloys.