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Experimentelle Ermittlung und Modellierung von spannungsabhangiger Erholung in Aluminiumlegierungen

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About the Book

In den letzten Jahrzehnten haben Metalle aufgrund ihrer weiten Anwendungsbereiche immer mehr an Bedeutung gewonnen. Insbesondere Metalle wie Aluminium zeigen exzellente physikalische Eigenschaften, wie eine gute Verformbarkeit und eine geringe Dichte. Durch die Vielfaltigkeit der Einsatzgebiete steigt jedoch zunehmend die Anforderung an das Material und seine Eigenschaften bei Berucksichtigung der Wirtschaftlichkeit. Aus diesen Grunden wachst die Nachfrage nach arbeits- und kostenarmen Moglichkeiten, die eine Kontrolle sowie Vorhersage der Materialeigenschaften ermoglichen. Im Fall der Herstellung von Aluminiumblechen ruckt die Modellierung der gesamten Prozesskette („Through-Process Modelling“) immer mehr in den Vordergrund, somit ist ein tieferes Verstandnis der ablaufenden metallphysikalischen Phanomene sowie eine konsistente, durchgehende Material-beschreibung in der Prozesskette unabdingbar. Eine zuverlassige und akkurate Modellierung der metallkundlichen Prozesse soll gewahrleistet werden. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Entfestigungsprozess Erholung, insbesondere mit der experimentellen Bestimmung und der Modeliierung dessen Kinetik. Ein Ziel war es Spannungsrelaxationsversuche (SR) als geeignete Methode zur Bestimmung der Erholungskinetik zu etablieren. Zur Beurteilung der Ergebnisse des Spannungsrelaxationsversuchs wurden zusatzlich zwei Arten von Doppelzugversuchen – Doppelzugversuch unbelastet (DZU) und Doppelzugversuche mit Last (DZL) – durchgefuhrt. Diese beiden Methoden mussen aufgrund des Spannungszustandes wahrend der Erholungsvorgange unterschieden werden. Der DZL-Versuch entspricht einem SRVersuch mit Wiederbelastung. Doppelzugversuche, in erster Linie handelt es sich dabei um DZU-Versuche, wurden bereits vielfach in der Literatur verwendet und gelten somit als Standardmethode. Aufgrund der Notwendigkeit mehrfacher Wiederholungen und der Sensitivitat gegenuber Messung und Auswertung dieser Methode sind sie aber sehr arbeits- und somit auch kostenintensiv. Die drei experimentellen Methoden ermoglichten den direkten Vergleich der gemessenen Spannungszeitverlaufe, die im Hinblick auf die auftretenden Prozesse und deren Kinetik diskutiert wurden. Die Spannungszeitverlaufe der drei Methoden zeigten bei gleichen Versuchsparametern deutlich unterschiedliche Verlaufe. Insbesondere die Spannungsevolution im Fall des SR-Versuches war verglichen mit den Verlaufen von DZU und DZL stark ausgepragt. Aus der Literatur war bereits bekannt, dass der Abfall der Spannung im DZU-Versuch dem Auftreten von statischen Erholungsprozessen zugeschrieben werden kann. Hingegen wurde fur den DZL-Versuch eine starkere Abnahme der Spannung beobachtet. Der Unterschied der beiden Methoden beruht auf spannungsfreien (DZU) bzw. spannungsbelasteten Gluhphase (DZL). Es konnte gezeigt werden, dass wahrend der Relaxationsphase Erholungsprozesse auftreten und zusatzlich durch die externe Spannung verstarkt wurden. Dies impliziert wiederum auch, dass fur die Bestimmung der Erholungskinetik die in den SR-Versuchen gemessene Spannungs-evolution durch Erholung bestimmt wurde. Wie bereits von anderen Autoren diskutiert und untersucht wurde, wachst wahrend der Relaxation die plastische Dehnung des Materials auf Kosten ihrer elastischen Dehnung. Die Erkenntnisse der vorliegenden Untersuchung ermoglichten ein tieferes Verstandnis fur die auftretenden Mechanismen. Mittels der experimentell gewonnenen Ergebnisse bestand die Moglichkeit verschiedene, bereits existierende Modelle zu prufen und zu begutachten. Es konnte gezeigt werden, dass bestehende Modelle die vorliegenden Anforderungen nicht oder nur zum Teil erfullen konnten. Aus diesem Grund entstand ein neues, Versetzungs-dichte basierendes Modell.


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Product Details
  • ISBN-13: 9783954043279
  • Binding: Paperback
  • Language: German
  • Width: 213 mm
  • ISBN-10: 3954043270
  • Height: 210 mm
  • Weight: 9 gr

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