Entwicklung anwendungsoptimierter Magnesiumknetlegierungen und ihre Verarbeitung

Mit Blick auf den zukünftig erweiterten Einsatz von anwendungsoptimierten und durch umformtechnische Prozesse hergestellte Bauteile aus Magnesiumlegierungen wurden in dieser Arbeit neue Magnesiumknetlegierungen, hier Schmiedelegierungen mit gesteigerter Temperatur-festigkeit sowie verbessertem Verformungsvermögen und mechanischer Festigkeit, entwickelt. Die Entwicklung neuer Magnesiumknetwerkstoffe beinhaltet die gießtechnische Herstellung, die Verarbeitung und Untersuchung mechanischer, dynamischer und umformtechnischer Eigenschaften. Das Auflegieren der Magnesiumstandardlegierungen AZ80 und ZK60 mit einzelnen Seltenen Erden wie Gd, Dy und Er mit 1 wt.% zeigte ein deutlich verbessertes technologisches Eigenschaftsprofil. Durch Auflegieren mit dem Seltenen Erden-Fluorid NdF3 wurde eine kostengünstige Möglichkeit der Gefügemodifikation untersucht. Vor allem bewirken die Seltenen Erden ein verbessertes Warmfestigkeitsverhalten bei quasistatischer und dynamischer Belastung in Temperaturbereichen von 150-200°C. Durch eine detaillierte Gefüge- und Phasenanalytik konnten die Zusammenhänge zwischen den verbesserten mechanischen Eigenschaften der neuen Werkstoffe und der jeweiligen Gefügestruktur erklärt werden. Das Schmieden des Magnesiumbauteils Modellfelge stellte dabei das industrielle Anwendungspotential dieser neuen Werkstoffgruppe dar. Mit dem Ziel das Umformvermögen von Magnesiumknethalbzeugen insbesondere bei niedrigen Umformtemperaturen über den Mechanismus der Kornfeinung zu verbessern, wurde hier das neue Umformverfahren Twist Extrusion mit den Magnesiumlegierungen ZM21 und ZK60 erprobt und untersucht. Das Twist Ex-trusion Magnesium Verfahren (TwEM-Verfahren) ist ein geeignetes Mittel, um eine Korn-feinung von Korngrößen unter 2 Mikrometer durch Torsionsverformung zu bewirken.