verzinkt (ZE, Z) vorphosphatiert organisch beschichtet - leitfähig - nicht leitfähig höherfest hochfest ultra hochfest Druckguss unverstärkt

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1 Karosseriewerkstoffe aus Aluminium verzinkt (ZE, Z) vorphosphatiert organisch beschichtet - leitfähig - nicht leitfähig höherfest hochfest ultra hochfest Druckguss Strangpressprofil (Blech) Stahl Aluminium Mischbauweise Blech Strangpressprofil Druckguss unverstärkt verstärkt Magnesium Kunststoff /1/

2 Mg-Gehalt (Gewichts-%) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Aluminiumbleche für Karosseriebau AA ,75% Cu Ac-170 X611 0,3% Cu AA 6181A Ecodal Ac -140 Ac-120/121 AA 6016 innen außen 0,2 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Si-Gehalt (Gewichts-%) Ac-120: Standard-Werkstoff für Außenhaut, aushärtbar, fließfigurenfrei Ac-121: Verbessertes Biegeverhalten (Karosseriefalz) Ac-140: Höhere Festigkeit, besser aushärtbar, schlechter umformbar Ac-170: Sehr gutes Biegeverhalten, schlechter aushärtbar (Si-Gehalt ) AA 6111: Standard-Legierung für nordamerikanischen Markt X611: Gegenüber AA 6111 verbesserte Korrosionsbeständigkeit AA 5182: Gut umformbar, hohe Festigkeit, nicht aushärtbar, Fließfiguren AA 6181A: Aushärtbar, schlechter umformbar, Vorteile bei Recycling /2/

3 Karosseriewerkstoffe aus Aluminium Werkstofftechnik Einsatz der Al-Legierungen im Karosseriebau AA 6016 Al Mg0,4Si1,2 Standardwerkstoff für Außenhaut, z.b. Türen, Motorhaube, Heckdeckel und Dach. Festigkeitssteigerung im Lackierverfahren, keine Fließfiguren durch Umformung. AA6181A AlMg0,8Si0,9 aushärtbar aber mit schlechten Umformeigenschaften, für Innenteile von Türen, Motorhaube und Heckdeckel. Die Kombination der Legierungen (z.b. in einer Türe) bietet sehr gute Recyclingeigenschaften, da sie aus einer Familie stammen. AA 5182 AlMg4,5Mn 0,4 gut umformbar, hohe Festigkeit, nicht aushärtbar, Fließfiguren. Innenbereich wie Rückwand und Boden. Druckguss AlSi10 Innenbereich, z.b. B-Säule Strangpressprofil AlSi1 Innenbereich (Versteifung) von Türen und Dächern. /1/

4 Aushärtung von Aluminium-Legierungen 1 Lösungsglühen bei C Ein homogener α- Mischkristall entsteht. Die Legierungsbestandteile gehen in Lösung. Der Vorgang wird nach ca. 4 Stunden Wärmebehandlung durch eine schnelle Abkühlung auf Raumtemperatur beendet. 2 Abschrecken Der durch Glühen erhaltene Gefügezustand wird eingefroren. Deshalb ist α bei Raumtemperatur an Cu, Si, Mg oder Zn übersättigt. 3b Warmauslagerung bei C Die Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mg- und Zn-Atome sammeln sich in Zonen an. Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab. Die Wärmebehandlung wird nach max 20 Stunden beendet, da zu langes Glühen zur Überalterung führt. (Al 2 Cu scheidet sich aus) 3a Kaltauslagerung (Raumtemperatur) Die Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mg- und Zn-Atome sammeln sich in Zonen an. Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab. Durch kurze Wärmebehandlung oberhalb der Raumtemperatur kann eine Rückbildung der Entmischung erfolgen. Beispiele: AlCuMg3, AlZnMg1, AlMgSi0,5, G-AlCu4TiMg, G-AlSi5Cu1

5 1 Lösungsglühen bei C Ein homogener α- Mischkristall entsteht. Die Legierungsbestandteile gehen in Lösung. 2 Abschrecken Der durch Glühen erhaltene Gefügezustand wird eingefroren. Deshalb ist α bei Raumtemperatur an Cu, Si, Mg oder Zn übersättigt. 3b Warmauslagerung bei C Die Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mgund Zn-Atome sammeln sich in Zonen an. Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab. Zu langes Glühen führt zur Überalterung. Al 2 Cu scheidet sich aus. Beispiele: AlZnMg3, AlMgSi1,G-AlSi10Mg, Kolbenlegierungen wie: AlSi18CuNiMg

6 1 Lösungsglühen bei C Ein homogener α- Mischkristall entsteht. Die Legierungsbestandteile gehen in Lösung. 2 Abschrecken Der durch Glühen erhaltene Gefügezustand wird eingefroren. Deshalb ist α bei Raumtemperatur an Cu, Si, Mg oder Zn übersättigt. 3a Kaltauslagerung (Raumtemperatur) Die Entmischung beginnt. Die Cu-,Si-,Mgund Zn-Atome sammeln sich in Zonen an. Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen, die zu einer Zunahme der Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit führen. Die Dehnung bleibt unverändert oder nimmt geringfügig ab. Durch kurze Wärmebehandlung oberhalb der Raumtemperatur kann eine Rückbildung der Entmischung erfolgen. Beispiele: AlCuMg3, AlZnMg1, AlMgSi0,5, G- AlCu4TiMg, G-AlSi5Cu1

7 a) Entmischung bei ca 130 C Die Cu-,Si-,Mg- und Zn-Atome sammeln sich in Zonen an. Im Kristallgitter entstehen dadurch Verzerrungen b) Kohärente (zusammenhängende) Ausscheidung d) inkohärente (nichtzusammenhängende) Ausscheidung

8 Temperatureinfluß C zur Steigerung der Zugfestigkeit in MPa in Abhängigkeit der Auslagerungszeit. Temperatureinfluß C zur Steigerung der Härte in Abhängigkeit der Auslagerungszeit.

9 Literaturverzeichnis: /1/ Leuschen, B ; FH-D /2/ Fa. Alcan /3/ Fa. Daimler Chrysler