Homogenization-Driven Microstructural Changes in Al-Mg-Si Alloys

Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss von Homogenisierungsparametern auf nachfolgende Prozessschritte im Herstellungsprozess von Aluminiumprodukten. Dabei werden insbesondere der Effekt von α-Al(Fe,Mn)Si Phasen auf die Rekristallisation während und nach der Warmumformung sowie deren Einfluss auf die Mikrostrukturentwicklung bei der Warmauslagerung untersucht. Des Weiteren sind die Kristallstruktur und Phasenentwicklung unmittelbar während der Homogenisierung analysiert worden. Zur Durchführung der Untersuchungen kommen verschiedene Analysetechniken und experimentelle Methoden wie Rasterelektronenmikroskopie, Elektronenrückstreudiffraktion, ex-situ und in-situ Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) sowie Beugungsexperimente mittels Synchrotron-Strahlung zum Einsatz. Grundsätzlich führen niedrige Homogenisierungstemperaturen und -Zeiten zu einer Vielzahl an kleiner α-Al(Fe,Mn)Si-Dispersoide. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Homogenisierungsparameter die Härtesteigerung beim Warmauslagern beschleunigen. Dies konnte durch Härtemessungen sowie TEM-Untersuchungen und der Ermittlung der Größenverteilung von β‘‘-Mg-Si Phasen bestätigt werden. Zusätzlich beeinflussen niedrigere Homogenisierungstemperaturen das Rekristallisationsverhalten, während der Warmumformung und führen zu einer veränderten Misorientierungsverteilung innerhalb der dynamisch rekristallisierten Zone, welche als Vorstufe für Grobkornbildung im Randbereich von warmumgeformten Bauteilen entsteht. Das Transformationsverhalten während der Homogenisierung wurde mittels in-situ TEM untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die β-AlFeSi zu α-Al(Fe,Mn)Si-Transformation nicht direkt erfolgt, sondern dass sich α-Al(Fe,Mn)Si-Dispersoide lokal in der Nähe von Primärphasen bilden, vergröbern und somit die β-AlFeSi Phase ersetzen.