Stranggepresstes Magnesium-Profil aus der LKR Strangpressanlage (Quelle: AIT/LKR)
Das LKR und die ETH Zürich forschen gemeinsam an Magnesiumlegierungen mit besonders guten Verarbeitungseigenschaften für Umformprozesse. Diese verbesserten Magnesiumlegierungen lassen sich im Strangpressprozess mit ähnlichen Geschwindigkeiten wie Aluminiumwerkstoffe verarbeiten, wodurch sich Profile wesentlich kostengünstiger produzieren lassen und somit bspw. für Automotive-Anwendungen konkurrenzfähig werden. Im neuesten Forschungsprojekt modifizieren LKR WissenschaftlerInnen die Mg-Al-Ca-Mn Legierung mit der chemischen Zusammensetzung MgAl0.65Ca0.4Mn0.3 durch die Zugabe von Zink (Zn), um die prozessbedingt entstehende Textur zu reduzieren, wie von [2] für ähnliche Blechwerkstoffe bereits gezeigt. Dies wäre nicht nur bei weiteren Umformvorgängen vorteilhaft, sondern würde sich auch positiv auf die mechanischen Eigenschaften auswirken. Die optimierte Zusammensetzung der Mg-Legierung MgAl0.75Ca0.4Mn0.3Zn0.25 wird aktuell von LKR-WissenschaftlerInnen hinsichtlich der Kompatibilität für den Strangpress- und Schmiedeprozess verifiziert.
Die aktuellsten Forschungsergebnisse zu diesem Thema werden vom 13.-14. Juni 2018 bei den 10. Ranshofener Leichtmetalltagen in Linz vorgestellt. Infos und Anmeldung unter www.lmt.ait.ac.at.
Prof. Dr. Peter Uggowitzer präsentierte [1] das Designkonzept der schnell verarbeitbaren Magnesiumlegierungen erstmals bei den 9. Ranshofener Leichtmetalltagen 2016 in Bad Ischl. Sein Konzept basiert auf der Kombination eines mageren Legierungsanteils zu Gunsten einer einfachen Prozessierbarkeit mit der Möglichkeit einer Festigkeitssteigerung durch Warmaushärtung nach der Umformung. Bei den verwendeten Legierungsbestandteilen, namentlich Al, Ca und Mn, handelt es sich ausschließlich um kostengünstige und leicht verfügbare Rohstoffe. Dies steht in Anbetracht eines kosteneffizienten Materialdesigns in erfolgreicher Konkurrenz zu den aktuell in der Literatur stark thematisierten Werkstoffen, welche sich hauptsächlich auf einen hohen Legierungsanteil an kostenintensiven Elementen aus der Reihe der Seltenen Erden stützen.
Verweise:
[1] P. J. Uggowitzer et al.: “Designkonzepte für niedriglegierte hochfeste Magnesiumlegierungen”, ETH Zürich, 9. Ranshofener Leichtmetalltage (Bad Ischl), 2016
[2] M.Z. Bian et al.: “A heat-treatable Mg–Al–Ca–Mn–Zn sheet alloy with good room temperature formability”, Scripta Materialia, Volume 138, September 2017, Pages 151-155
Mikrostruktur der neu entwickelten stranggepressten Mg-Legierung: a) lichtmikroskopische Darstellung der Kornstruktur, b) hochaufgelöste Mikrostruktur mittels transmissionselektronen-mikroskopischer Analyse, die eine hohe Anzahl von fein dispergierten Ausscheidungen erkennen lässt (Quelle: ETH)