Um den Ausstoß von klimaschädlichen Abgasen zu reduzieren setzen Automobilhersteller immer breitflächiger auf den Werkstoff Aluminium, welcher dreimal leichter als herkömmlicher Stahl ist. Speziell im Bereich der Karosserie-Außenhaut (Motorhauben, Türverkleidungen, Kofferraumdeckel) führen komplexe Designs jedoch zu steigenden Anforderungen hinsichtlich der Umformbarkeit, was die Optimierung bestehender Aluminium-Legierungen erfordert.
Forschern der Montanuniversität Leoben ist es gelungen ein komplett neuartiges Wärmebehandlungs-Konzept zu entwickeln, mit welchem es möglich ist konventionelle Aluminium-Legierungen unter Beibehaltung einer hohen Festigkeit leichter verformbar zu machen.
Verbesserte Eigenschaften durch Up-Quenching
Unter Anwendung des herkömmlichen Herstellungswegs von Aluminium-Legierungen ist eine Festigkeitssteigerung leider meist mit einem Rückgang der Verformbarkeit verbunden. Ein Forscherteam um Univ.-Prof. Dr. Stefan Pogatscher vom Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben hat sich diesem Problem angenommen.
Unter Zuhilfenahme von Simulationen wurde eine gänzlich neue Wärmebehandlung gefunden, welche anstatt des üblichen raschen Abschreckens auf rasches Aufheizen – Up-Quenching – setzt. In diesem Zusammenhang erklärt Dr. Florian Schmid, PostDoc im Christian Doppler Labor für fortgeschrittene Aluminium-Legierungen: „Normalerweise werden Aluminiumlegierungen im Rahmen einer klassischen Wärmebehandlung ein einziges Mal erwärmt und anschließend möglichst schnell abgeschreckt. Durch wiederholtes kurzzeitiges Erwärmen auf eine mittlere Temperatur können Eigenschaften innerhalb weniger Stunden erzeugt werden, welche sonst nur in einer unökonomisch langen Dauer von mehr als einer Woche realisierbar sind.“ Das neue Verfahren beschleunigt die Bildung von nanometergroßen Atomclustern, welche einen einzigartigen Weg zu hoher Festigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung einer guten Verformbarkeit ermöglichen. In einem aufsehenerregenden Artikel im neuen Nature Research Journal „Communications Materials“ demonstrieren die Forscher das Prinzip und die Möglichkeiten dieses neuartigen Verfahrensweges. Basierend darauf soll der Einsatz von Aluminium im Transportsektor noch attraktiver werden.
Informationen zur Veröffentlichung
Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s43246-021-00164-9
Schmid, F., Dumitraschkewitz, P., Kremmer, T., Uggowitzer, P. J., Tosone, R. & Pogatscher, S. Enhanced aging kinetics in Al-Mg-Si alloys by up-quenching. Communications Materials 2 (2021), 58.
Weitere Informationen:
Univ.-Prof. Dr. Stefan Pogatscher
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie – Montanuniversität Leoben
Tel.: 03842 402 5228
Mobil: 0664 2418337
E-Mail: stefan.pogatscher@unileoben.ac.at
