Design von Aluminium-Lithium-Legierungen für das Thixoforming

Diese Forschungsarbeit liefert einen Beitrag zum Design von maßgeschneiderten Legierungen des Systems Al-Li-X für die Verarbeitung im teilflüssigen Zustand und umfasst dabei Werkstoffentwicklung und Prozessauswahl. Thermochemische Berechnungen identifizierten zunächst hierzu wichtige Schlüsselgrößen wie Solidusund Liquidustemperaturen und den Verlauf der Flüssigphase als Funktion der Temperatur. Die Synthese von Ti, Sc und Zr mikrolegierten Billets wurde mittels Überdruckschmelzen in kontrollierter Ar-Atmosphäre durchgeführt. Untersuchungen zu den technologischen Eigenschaften und den mechanischen Kennwerten wurden an den so hergestellten Al-Li Proben durchgeführt. Es konnte mithilfe der Kornfeinungselemente eine mittlere Korngröße im Vormaterial von 30μm erzielt werden. Nachfolgende Thixo- und Rheocasting Versuche zeigten, dass endabmessungsnahe Al-Li Bauteile in hoher Qualität und globularen Korngrößen von ca. 65μm hergestellt werden können. Mithilfe eines geeigneten Wärmebehandlungskonzeptes wurden z. B. an der mit Sc und Zr modifizierten Al-Li Legierung A1420 statisch, mechanische Maximalkennwerte von Rp0,2~280MPa, Rm~430MPa, und A~13% erzielt, was in Bezug auf die geringe Dichte von 2,49g/cm 3 ausserordentlich hohe Werte darstellt. Mit dieser Arbeit wird gezeigt, dass für die semi-solid Verarbeitung maßgeschneiderte Al-Li Legierungen ein großes Potential für diese innovative near-net-shape Prozessroute versprechen.