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Datenstand vom: 05.11.2018
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CD-Labor für Fortgeschrittene Aluminium-Legierungen

Die Verringerung des Gewichts von Bauteilen im Transportwesen ist ein wesentlicher Beitrag, um die CO2-Klimaziele zu erreichen. In diesem CD-Labor sollen neue Aluminiumlegierungen für komplexe Leichtbauteile für die Massenfertigung entwickelt werden.

Das zentrale Thema dieses CD-Labors ist die Gewährleistung einer nachhaltigeren Mobilität. Die globalen Notwendigkeiten zur Reduktion der CO2-Emissionen und zur Einsparung von Energie führen zu einem enormen Druck, die Möglichkeiten des Werkstoffleichtbaus auszubauen. Hierzu bieten sich besonders Leichtmetalle, wie Aluminium-Legierungen an, welche sich in Form von Aluminium-Knetlegierungen – im Gegensatz zu Gusslegierungen – zur Bearbeitung durch plastische Verformung (z.B. Tiefziehen) eignen. In der Luftfahrt sind Aluminium-Legierungen schon länger etabliert, wohingegen im Fahrzeugbau in der Vergangenheit Aluminium-Knetwerkstoffe meist nur in teuren Fahrzeugen Anwendungen fanden. Die gesetzlichen Regulative fordern jedoch den steigenden Einsatz auch in der Massenfertigung von Fahrzeugen der Mittelklasse, um CO2-Emissionen in wesentlichen Mengen eindämmen zu können.
Aluminiumwerkstoffe können jedoch den schwereren Stahl derzeit in der Massenanwendung nicht einfach ersetzen, da das Verhältnis von Festigkeit zu Formbarkeit bei Aluminium-Legierungen noch ungünstiger ist. Komplexe Leichtbau- und Designteile erfordern eine hohe Formbarkeit des Materials bei gleichzeitiger Festigkeit, um z.B. bei Unfällen oder Hagelschauern möglichst wenig Schaden zu nehmen. Die meisten industriell relevanten metallphysikalischen Mechanismen, welche die Festigkeit steigern, verringern gleichzeitig die Duktilität bzw. die Formbarkeit (Festigkeits-Duktilitäts-Paradigma).
Im CD-Labor für fortgeschrittene Aluminium-Legierungen werden zwei Ansätze verfolgt, um in diesem Punkt entscheidende Verbesserungen zu erreichen. Zum einen erfolgt die Entwicklung „schaltbarer“ Legierungen. Diese sollen im Prozessablauf während der Formgebung eine geringe Festigkeit und im Endzustand eine hohe Festigkeit aufweisen. Ziel ist es, eine besonders hohe Kontrolle über den Schaltprozess von einem gut formbaren und weichen zu einem sehr festen Zustand zu erlangen und diesen Ansatz auf verschiedene Knetlegierungsklassen anzuwenden. Das Verständnis der zugrundeliegenden kinetischen Vorgänge soll über experimentelle Beobachtung bis hin zur Simulation der Bewegung einzelner Atome erweitert werden. Zum anderen wird versucht, die Festigkeit und die Duktilität mit industriell anwendbaren Mitteln zu verbessern. Dies geschieht durch eine Kombination der Vorteile unterschiedlicher Klassen von Aluminium-Knetlegierungen, welche optimale Formbarkeit bzw. Festigkeit aufweisen, und mittels einer Mikrostrukturoptimierung. Darüber hinaus wird nach neuen Aluminium-Legierungen gesucht, welche eine gesteigerte Festigkeits-Duktilitäts-Kombination erreichbar machen.
Auf diese Weise sollen kostengünstige und somit für die Massenfertigung geeignete Legierungen identifiziert werden, welche den hohen Anforderungen an ihre Formbarkeit bzw. Duktilität bei gleichzeitig hoher Festigkeit gerecht werden.

Leitung

Assoz.Prof. DI Dr. Stefan Pogatscher

Montanuniversität Leoben

Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie

Franz-Josef-Straße 18

8700 Leoben

Details

Laufzeit: 01.01.2018 - 31.12.2024

Unternehmenspartner:

AMAG rolling GmbH

Thematischer Cluster:

Metalle und Legierungen