Entwicklung anwendungsoptimierter Magnesiumknetlegierungen und ihre Verarbeitung

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Im Hinblick auf den zukünftigen Einsatz von anwendungsoptimierten Bauteilen aus Magnesiumlegierungen wurden neue Magnesiumknetlegierungen entwickelt, die sich durch erhöhte Temperaturfestigkeit sowie verbessertes Verformungsvermögen und mechanische Festigkeit auszeichnen. Die Entwicklung umfasst die gießtechnische Herstellung, Verarbeitung und Untersuchung der mechanischen, dynamischen und umformtechnischen Eigenschaften. Das Legieren der Standardlegierungen AZ80 und ZK60 mit Seltenen Erden wie Gd, Dy und Er in 1 wt.% führte zu einem signifikant verbesserten technologischen Eigenschaftsprofil. Zudem wurde die kostengünstige Gefügemodifikation durch das Legieren mit NdF3 untersucht. Die Seltenen Erden verbessern insbesondere das Warmfestigkeitsverhalten bei quasistatischer und dynamischer Belastung in Temperaturbereichen von 150-200°C. Eine detaillierte Gefüge- und Phasenanalytik erklärte die Zusammenhänge zwischen den verbesserten mechanischen Eigenschaften und der Gefügestruktur. Das Schmieden eines Magnesiumbauteils demonstrierte das industrielle Anwendungspotential dieser neuen Werkstoffgruppe. Um das Umformvermögen bei niedrigen Temperaturen zu steigern, wurde das neue Umformverfahren Twist Extrusion mit den Magnesiumlegierungen ZM21 und ZK60 erprobt. Das Twist Extrusion Magnesium Verfahren (TwEM-Verfahren) ermöglicht eine Kornfeinung auf unter 2 Mikrometer durch Torsionsverformung.