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      Analyse der Grenzschicht zwischen Aluminium und Titan nach dem Verbundstrangpressen∗ Translated title: Analysis of the bonding zone between aluminium and titanium after co-extrusion

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          Abstract

          The combination of different metallic materials enables the design of lightweight structures with tailor-made properties. In contrast to conventional joining methods, for example fusion welding, by co-extrusion no degradation occurs in the materials structure in the form of heat affected zones or pore formation. Therefore, co-extrusion exhibits an attractive alternative for joining aluminium and titanium based alloys. The performed extrusion experiments were focused on the co-extrusion of aluminium (EN AW-6082) and titanium (TiAl6V4), where titanium is the reinforcing element that is inserted in aluminium profiles. During co-extruding an intermetallic layer with a thickness of 1 to 3 µm arises in the bonding zone between aluminium and titanium. In this layer an enrichment of elements of the aluminium alloy, such as silicon, was observed. The formation of the intermetallic layer and the strength of the compounds were examined at various positions after the co-extrusion and after subsequent heat treatment. The investigation of the intermetallic layer was performed with light optical microscope, scanning electron microscope and electro probe micro analysis. The mechanical properties were determined by tensile tests. The heat treatment led to the intended hardening of the aluminium alloy. However, the layer thickness did not change. The tensile tests specimen showed different failure locations. The heat treatment led to increased tensile strength values, but also to a decreased yield strength level.

          Kurzfassung

          Durch die Kombination von verschiedenen metallischen Werkstoffen lassen sich Strukturbauteile mit verbesserten Eigenschaften herstellen. Im Gegensatz zu gängigen Fügeverfahren wie beispielsweise dem Schmelzschweißen tritt beim Verbundstrangpressen keine Beeinträchtigung des Werkstoffgefüges in Form von Wärmeeinflusszonen oder Porenbildung auf. Somit stellt das Verbundstrangpressen eine interessante Alternative zur Verbindung von Aluminium- und Titanbasiswerkstoffen dar. Im Rahmen von Pressversuchen wurden Verstärkungselemente aus der Titanlegierung TiAl6V4 in Profile aus der Aluminiumlegierung EN AW-6082 eingebracht. Während des Prozesses bildet sich im Grenzbereich eine intermetallische Phase aus, die eine Schichtdicke von 1–3 µm aufweist. In dieser Schicht kommt es außerdem zu einer Anreicherung von Elementen aus der Aluminiumlegierung wie z. B. von Silizium. Die Ausbildung der intermetallischen Schicht und die Verbindungsfestigkeit wurden in verschiedenen Strangabschnitten nach dem Verbundstrangpressen und nach der anschließenden Wärmebehandlung untersucht. Die Untersuchung der intermetallischen Schicht erfolgte mit dem Licht- und Rasterelektronenmikroskop sowie mittels Elektronenstrahl-Mikroanalyse. Die Festigkeiten wurden in Zugversuchen bestimmt. Aufgrund der Wärmebehandlung kam es zur beabsichtigten Aushärtung der Aluminiumlegierung, die Dicke der Verbindungsschicht änderte sich allerdings nicht. Die Zugproben zeigten Unterschiede in den Versagensorten nach der Wärmebehandlung. Die Wärmebehandlung führte zu einer Erhöhung der Zugfestigkeit, allerdings auch zu einer Erniedrigung der Streckgrenze.

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          Herstellung verbundverstarkter Aluminiumprofile fur ultraleichte Tragwerke durch Strangpressen

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            Titan und Titanlegierungen

             M Peters,  C. Leyens (2002)
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              Fabrication and characterization of Ti–Cu clad materials by indirect extrusion

               J.S. Lee,  H.T. Son,  I.H. Oh (2007)
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                Author and article information

                Journal
                htme
                HTM Journal of Heat Treatment and Materials
                Carl Hanser Verlag
                1867-2493
                2194-1831
                2012
                : 67
                : 4
                : 257-263
                Affiliations
                1 Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Bremen
                2 Institut für Werkstoffkunde, Universität Hannover
                3 Parker Hannifin Manufacturing GmbH & Co. KG, Stuhr
                Author notes
                [∗]

                Vortrag, gehalten von Barbara Striewe auf dem HK 2011, dem 67. Kolloquium für Wärmebehandlung, Werkstotechnik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik, 12.–14. Oktober 2011 in Wiesbaden.

                4 (Kontakt/Corresponding author) striewe@ 123456iwt-bremen.de
                Article
                HT110157
                10.3139/105.110157
                © 2012, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 19, Pages: 7
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
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                Fachbeiträge/Technical Contributions

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