Maschinenbau und Verfahrenstechnik

Mischbau-weise

Stahl Aluminium

Magnesium Kunststoff

• Blech• Strangpressprofil• Druckguss

• unverstärkt

• verstärkt

• verzinkt (ZE, Z)• vorphosphatiert • organisch beschichtet

- leitfähig- nicht leitfähig

• höherfest• hochfest• ultra hochfest

• Druckguss• Strangpressprofil• (Blech)

Werkstofftechnik

/1/

Karosseriewerkstoffeaus Aluminium

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

Aluminiumbleche für Karosseriebau0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

Mg-

Geh

alt

(Gew

icht

s-%

)

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Si-Gehalt (Gewichts-%)

Ac-120/121

AA 6016

Ac -140Ac-170

AA 61110,75% Cu

X611 0,3% Cu

Ac-120: Standard-Werkstoff für Außenhaut, aushärtbar, fließfigurenfreiAc-121: Verbessertes Biegeverhalten (Karosseriefalz)Ac-140: Höhere Festigkeit, besser aushärtbar, schlechter umformbarAc-170: Sehr gutes Biegeverhalten, schlechter aushärtbar (Si-Gehalt )AA 6111: Standard-Legierung für nordamerikanischen MarktX611: Gegenüber AA 6111 verbesserte Korrosionsbeständigkeit

AA 5182: Gut umformbar, hohe Festigkeit, nicht aushärtbar, FließfigurenAA 6181A: Aushärtbar, schlechter umformbar, Vorteile bei Recycling

AA 6181AEcodal® - 608

inne

n

auß

en

/2/

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

Werkstofftechnik

Einsatz der Al-Legierungen im Karosseriebau

AA 6016 Al Mg0,4Si1,2 Standardwerkstoff für Außenhaut, z.B. Türen, Motorhaube,Heckdeckel und Dach. Festigkeitssteigerung im Lackierverfahren, keine Fließfigurendurch Umformung.

AA6181A AlMg0,8Si0,9 aushärtbar aber mit schlechten Umformeigenschaften, fürInnenteile von Türen, Motorhaube und Heckdeckel. Die Kombination der Legierungen (z.B. in einer Türe) bietet sehr gute Recyclingeigenschaften, da sie aus einer Familie stammen.

AA 5182 AlMg4,5Mn 0,4 gut umformbar, hohe Festigkeit, nicht aushärtbar, Fließfiguren.Innenbereich wie Rückwand und Boden.

Druckguss AlSi10 Innenbereich, z.B. B-Säule

Strangpressprofil AlSi1 Innenbereich (Versteifung) von Türen und Dächern./1/

Karosseriewerkstoffe aus Aluminium

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

1 Lösungsglühen bei 450 – 550°CEin homogener α- Mischkristall entsteht.Die Legierungsbestandteile gehen in Lösung.Der Vorgang wird nach ca. 4 Stunden Wärmebehandlung durch eine schnelle Abkühlung auf Raumtemperatur beendet.

2 AbschreckenDer durch Glühen erhaltene Gefügezustand wird eingefroren.Deshalb ist α bei Raumtemperatur an Cu, Si, Mg oder Zn übersättigt.

3b Warmauslagerung bei 80 – 230°CDie Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mg- und Zn-Atome sammeln sich in Zonen an.Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab.Die Wärmebehandlung wird nach max 20 Stunden beendet, da zu langes Glühen zur Überalterung führt. (Al2Cu scheidet sich aus)

3a Kaltauslagerung (Raumtemperatur)Die Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mg- und Zn-Atome sammeln sich in Zonen an.Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab. Durch kurze Wärmebehandlung oberhalb der Raumtemperatur kann eine Rückbildung der Entmischung erfolgen. Beispiele:AlCuMg3, AlZnMg1, AlMgSi0,5, G-AlCu4TiMg, G-AlSi5Cu1

WerkstofftechnikAushärtung von Aluminium-Legierungen

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

3b Warmauslagerung bei 80 – 230°CDie Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mg-und Zn-Atome sammeln sich in Zonen an.Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab.Zu langes Glühen führt zur Überalterung.Al2Cu scheidet sich aus.

Beispiele:AlZnMg3, AlMgSi1,G-AlSi10Mg, Kolbenlegierungen wie: AlSi18CuNiMg

Werkstofftechnik

1 Lösungsglühen bei 450 – 550°CEin homogener α- Mischkristall entsteht.Die Legierungsbestandteile gehen in Lösung.

2 AbschreckenDer durch Glühen erhaltene Gefügezustand wird eingefroren.Deshalb ist α bei Raumtemperatur an Cu, Si, Mg oder Zn übersättigt.

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

1 Lösungsglühen bei 450 – 550°CEin homogener α- Mischkristall entsteht.Die Legierungsbestandteile gehen in Lösung.

2 AbschreckenDer durch Glühen erhaltene Gefügezustand wird eingefroren.Deshalb ist α bei Raumtemperatur an Cu, Si, Mg oder Zn übersättigt.

3a Kaltauslagerung (Raumtemperatur)Die Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mg-und Zn-Atome sammeln sich in Zonen an.Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab.Durch kurze Wärmebehandlung oberhalb der Raumtemperatur kann eine Rückbildung der Entmischung erfolgen.

Beispiele:AlCuMg3, AlZnMg1, AlMgSi0,5, G-AlCu4TiMg, G-AlSi5Cu1

Werkstofftechnik

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

a) Entmischung bei ca 130°CDie Cu-,Si-,Mg- und Zn-Atome

sammeln sich in Zonen an.Im Kristallgitter entstehendadurch Verzerrungen

b) Kohärente(zusammenhängende)Ausscheidung

d) inkohärente (nichtzusammenhängende) Ausscheidung

Werkstofftechnik

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

Temperatureinfluß 0 -- 35°Czur Steigerung der Zugfestigkeit in MPa in Abhängigkeit der Auslagerungszeit.

Temperatureinfluß 150 -- 225°Czur Steigerung der Härte in Abhängigkeit der Auslagerungszeit.

Werkstofftechnik

Maschinenbau und Verfahrenstechnik

Literaturverzeichnis:

/1/ Leuschen, B ; FH-D

/2/ Fa. Alcan

/3/ Fa. Daimler Chrysler

Werkstofftechnik