Zur Texturentwicklung von gewalzten Seltenen-Erden-haltigen Magnesium-Knetlegierungen

Einem breiten industriellen Einsatz von Magnesium-Knetlegierungen, insbesondere von Magnesium-Blechen, stehen deren eingeschränkte Umformbarkeit bei geringen Temperaturen und eine Anisotropie der mechanischen Eigenschaften entgegen. Bisherige Untersuchungen, die Umformbarkeit der Bleche durch Prozess- und Legierungsmodifikationen zu verbessern, zeigten, dass der Blechtextur dabei eine herausragende Bedeutung zukommt. Insbesondere bei Mg-Zn-Legierungen mit Seltenen Erden (SE) konnte eine Texturabschwächung in Verbindung mit einer Änderung der typischen basalen Blechtextur hin zu einer Textur mit Querrichtungskomponenten beobachtet werden. Es fehlte jedoch ein grundlegendes Verständnis für die Wirksamkeit der einzelnen Legierungselemente, speziell der SE-Elemente, auf die Texturentwicklung beim Walzen. Daher wurden in der vorliegenden Arbeit Walzversuche an binären Systemen mit den wichtigsten Vertretern Mg-Y, Mg-Nd und Mg-Ce durchgeführt. Die Elementgehalte wurden dabei so variiert, dass sowohl Legierungen aus dem Mischkristall- als auch aus dem Zwei-Phasen-Gebiet untersucht werden konnten. Um die Wirkung der Kombination aus Zn und SE auf die Texturentwicklung diskutieren zu können, wurden zusätzlich ternäre Mg-Zn-SE-Bleche untersucht. An Blechproben im gewalzten und wärmebehandelten Zustand wurden neben den Mikrostrukturen die Texturen mittels XRD- und EBSD-Messungen analysiert. Dies ermöglichte die Einflüsse der SE auf das texturbestimmende Deformations- und Rekristallisationsverhalten aufzudecken. Durch die Zugabe von SE zu Mg werden während des Walzens verstärkt Zwillingsbildung und nicht-basale Versetzungsbewegungen (<c+a>-Gleitung) aktiviert. Während der Rekristallisation bilden sich vermehrt Keime an Zwillingen und Scherbändern aufgrund des hohen Verformungsanteils in diesen Regionen. Das Kornwachstum wird dabei durch die Wirksamkeit von Zener-Pinning (Ce und Nd) oder Solute-Drag (Y) gehemmt. Diese Veränderungen des Deformations- und Rekristallisationsverhaltens bewirken mit steigendem SE-Gehalt eine Abschwächung der starken Basaltexturen und die Anlage einer Querrichtungskomponente, was mit der Löslichkeit des jeweiligen SE in Mg verbunden ist. Die SE in Kombination mit Zn erhöhen die Aktivität pyramidaler und prismatischer Gleitsysteme während der Umformung. Bei der Rekristallisation in den Mg-Zn-SE-Legierungen lässt sich eine Hemmung des Kornwachstums in Verbindung mit dem Wachstum bevorzugter Orientierungen nachweisen, so dass sich, neben der Randomisierung der Textur, eine ausgeprägte Querrichtungs-komponente bildet. Insgesamt bieten damit die SE, besonders in Verbindung mit Zn, ein großes Potential für ein erfolgreiches Texturdesign von Magnesiumknetlegierungen. Dabei ist es nicht entscheidend, welches SE-Element verwendet wird. Ausschlaggebend ist vielmehr die Menge, da schon geringe Konzentrationsänderung die Gefüge- und Texturentwicklung signifikant beeinflussen.

Author dc:creator

• Hantzsche, Kerstin

Advisors dc:contributor.advisor

• Reimers, Walter Karl U.
• Kainer, Karl U.

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

de, German

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus4-50341
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4029

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/4326