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      Optimierungspotenzial von Al-Cu-Legierungen durch Sprühkompaktieren

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          Kurzfassung

          Aluminium-Kupfer-Legierungen sind hinlänglich bekannt und sowohl ihre Herstellung als auch ihre Weiterverarbeitung werden weitgehend beherrscht. Allerdings sind heutige Gusslegierungen des Systems Al-Cu auf Kupfergehalte bis etwa 6 Gew.-% beschränkt. Zurückzuführen ist dies auf die abnehmende Umformfähigkeit dieser Werkstoffgruppe mit zunehmendem Kupfergehalt. Das feine, globulare Gefüge sprühkompaktierter Al-Cu-Werkstoffe führt dazu, dass auch sprühkompaktierte Aluminiumlegierungen mit Kupfergehalten weit oberhalb der Löslichkeitsgrenze (5,65 Gew.-%) hervorragende Umformeigenschaften besitzen.

          Am Beispiel des binären Werkstoffes AlCu10 wurde untersucht, inwieweit durch Anpassung der Umformung eine Verbesserung der quasi-statischen Eigenschaften sprühkompaktierter Al-Cu-Legierungen erreicht werden kann. Dabei führte die Anpassung der Umformung an die Eigenschaften des sprühkompaktierten Werkstoffes zu isotropen Festigkeitswerten. Darüber hinaus wurde eine ausgezeichnete Bruchdehnung festgestellt, die im Bereich der konventionellen Legierungen AA 2014 bzw. AA 2024 liegt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Sprühkompaktieren mehr als nur eine Alternative darstellt, um hoch kupferhaltige Aluminiumlegierungen mit ausgezeichneten Eigenschaften herzustellen.

          Abstract

          Al-Cu alloys are long time known and their manufacturing as well as processing is widely controllable. Because of decreasing formability with increasing the copper content, the copper concentration of today's cast Al-Cu alloys is limited about 5–6 wt.-%. In contrast to casting spray forming leads to a fine-grained microstructure. Therefore spray formed Al-Cu alloys with Cu contents far in excess of the solution limit (5,7 wt.-%) can be produced with an excellent forming behaviour.

          In order to improve the quasi-static behaviour of spray formed Al-Cu alloys investigations on the binary alloy AlCu10 were done with focus on optimal forming parameters regarding their adjustment to the microstructure after spray forming. The optimised forming leads to isotropic mechanical properties. Furthermore exceeded elongation values could be achieved which reach the level of conventional alloys like AA 2014 or AA2024. The results show that spray forming is more than an alternative to produce high copper containing Al alloys with excellent plasticity as well as superior properties for relevant semi finished parts.

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          Microstructure and microsegregation in Al-rich Al–Cu–Mg alloys

           F-Y Xie,  T. Kraft,  Y. Zuo (1999)
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            Aluminum Alloys – Structure and Properties

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              Mechanical properties of amorphous alloy compacts prepared by a closed processing system

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                Author and article information

                Journal
                htmd
                HTM Härtereitechnische Mitteilungen
                Carl Hanser Verlag
                0341-101X
                2194-1831
                2007
                : 62
                : 2
                : 53-57
                Author notes

                Dr.-Ing. Kai Schimanski, geb. 1973, studierte Produktionstechnik an der Universität Bremen und promovierte 2005 an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik auf dem Gebiet des Sprühkompaktierens von Al-Cu-Legierungen. Seit 2004 arbeitet er in der Hauptabteilung Werkstofftechnik in dem Bereich der Verzugsbeherrschung von Leichtbaustrukturen.

                Dr.-Ing. Alwin Schulz, geb. 1957, studierte Elektrotechnik und Physik in Bremen und arbeitet seit 1986 in der Stiftung Institut für Werkstofftechnik (IWT), Hauptabteilung Werkstofftechnik. Nach der Promotion im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen ist er Projektleiter in der Abteilung Metallographie des IWT mit Schwerpunkt Sprühkompaktieren.

                Dr. phil. Hermann Vetters, geb. 1941, studierte Metallphysik an der Universität Wien und war von1969 bis 2005 an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik in Bremen tätig, seit 1987 als Leiter der Abteilung Metallographische Analytik. Seit 1994 ist er als Professor an der Universität Nancy 1, Fakultät für Naturwissenschaften, assoziiert und lehrt dort Metallphysik. Seit 1996 ist er externes Mitglied des CNRS-Forschungsinstitutes für Materialwissenschaften an der Ecole de Mines in Nancy.

                Prof. Dr. Ing. Hans-Werner Zoch, geb. 1953, studierte Allg. Maschinenbau an der Technischen Hochschule Darmstadt und promovierte im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen. Von 1980 bis 2000 war er bei der FAG Kugelfischer Georg Schäfer AG, Schweinfurt tätig, von 2001 bis 2003 als Geschäftsführer der Neue Materialien Bayreuth GmbH. Seit 2004 ist er Professor für Werkstofftechnik/Metalle im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen, Geschäftsführender Direktor der Stiftung Institut für Werkstofftechnik und Sprecher des SFB 570 “Distortion Engineering”.

                Vorgetragen von K. Schimanski auf dem HK 2006, 62. Kolloquium für Wärmebehandlung, Werkstofftechnik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik, 11.-13. Oktober 2006 in Wiesbaden.

                Article
                HT100410
                10.3139/105.100410
                © 2007, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 18, Pages: 5
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

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