Rissfortschritts‐ und Ermüdungsverhalten der Aluminiumlegierung EN AW‐6060 nach ECAP und nachgelagerter Wärmebehandlung

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2009-07, Vol.40 (7), p.493-499
• Main Authors: Hockauf, K., Meyer, L.W., Halle, T., Hockauf, M.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: aluminium alloy; Aluminiumlegierung; crack growth; ECAP; HCF‐Ermüdung; heat treatment; high cycle fatigue; Rissfortschritt; Wärmebehandlung
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.200900481

An der warmaushärtenden Aluminiumlegierung EN AW‐6060 wurden Untersuchungen zum Rissfortschritt und zur Ermüdung nach hochgradig plastischer Verformung durch ECAP (Equal‐Channel Angular Pressing) durchgeführt. Es wurden Zustände in unterschiedlichen Stadien der Mikrostrukturfeinung und Verformungsverfestigung untersucht: ein bimodaler Zustand nach zwei sowie ein homogen ultrafeinkörniger Zustand nach acht ECAP‐Umformschritten. Zudem wurden zwei optimierte Zustände mit verbesserter Duktilität, eingestellt durch eine Kombination aus ECAP mit einer nachfolgenden kurzen Auslagerungsbehandlung, in die Untersuchungen einbezogen. Rissfortschrittsversuche im Schwellwertbereich und dem stabilen Rissfortschrittsbereich bei Lastverhältnissen von R = 0,1 bis 0,7 ergaben für die optimierten Zustände eine Verbesserung der Schwellwerte im Vergleich zu den ecapierten Zuständen, was auf erhöhte Duktilität durch die Kombination von ECAP und einer Auslagerungsbehandlung zurückgeführt wurde. Anhand von rasterelektronenmikroskopischen Analysen der Rissfortschrittsflächen sowie den aus Zugversuchen ermittelten Festigkeits‐ und Zähigkeitskennwerten konnte das Rissfortschrittsverhalten mit der Mikrostruktur und den mechanischen Eigenschaften in Verbindung gebracht werden. In Ermüdungsversuchen im Zeitfestigkeitsbereich (HCF „high cycle fatigue”︁) wurden ein ecapierter sowie ein optimierter Zustand untersucht. Für beide Zustände wurde eine deutliche Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit im Vergleich zum Ausgangszustand festgestellt. Crack growth and high cycle fatigue behaviour of an AA6060 aluminium alloy after ECAP combined with a subsequent heat treatment Crack growth properties of the Al‐Mg‐Si alloy AA6060 as well as the high cycle fatigue behaviour have been investigated after equal‐channel angular pressing (ECAP). In our study, experiments have been conducted on different stages of microstructural breakdown and strain hardening of the material as they were present after different numbers of ECAP passes. A bimodal condition, obtained after two pressings, and a homogeneously ultrafine‐grained condition after eight repetitive pressings have been investigated. Furthermore, optimized conditions with an enhanced ductility, produced by ECAP processing combined with a following short‐time aging treatment were included into the study. Crack growth experiments have been conducted in the near‐threshold regime and the region of stable crack growth, covering a range of load ratios from R = 0.