Dendritische Gefügeausbildung von Magnesiumlegierungen zur Beeinflussung der Korrosionseigenschaften

• Antragsteller: Dr.-Ing. André Ditze
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 171033672

Magnesiumlegierungen sind sehr unedel und dadurch in Anwesenheit eines Elektrolyten (Feuchtigkeit, Streusalz etc.) von Korrosion bedroht, die zum Versagen der Teile aus Magnesiumlegierungen führt. Durch sehr reine Magnesiumlegierungen, hinsichtlich extrem niedriger Gehalte an edlen Verunreinigungen, oder durch metallurgische Zusätze kann eine Korrosionsbeständigkeit erreicht werden, die Magnesiumlegierungen auch für den Außeneinsatz z.B. im Verkehrsbereich möglich macht. Trotz der hohen Reinheit kommt es jedoch bei der Erstarrung im Gefüge der Legierungen zur Ausbildung mikrogalvanischer Zellen durch Sekundärausscheidung der β-Phase (Mg17Al12-Phase) in aluminiumhaltigen Magnesiumlegierungen. Die β- Phase weist ein positiveres elektrochemisches Potential im Vergleich zur primär ausgeschiedenen α-Phase auf. Die Erstarrungsverhältnisse spielen für die Mikrostruktur eine wichtige Rolle. Je nach Abkühlungsgeschwindigkeit verändert sich das Gefüge hinsichtlich Korngröße, Dendritenbildung, Ausscheidungsfeinheit von Eutektikum und Verteilung der β-Phase. Das Forschungsvorhaben soll sich mit der Fragestellung befassen, inwieweit die Struktur, insbesondere die Sekundärdendritenarmabstände (engl.: secondary dendrite arm spacing, SDAS) die Korrosionsbeständigkeit beeinflusst. Es wird von der Hypothese ausgegangen, dass sich die Korrosionsbeständigkeit mit abnehmenden SDAS verbessert, wenn die anderen korrosionsrelevanten Größen konstant gehalten werden. Durch experimentelle Einstellung der SDAS durch gezielte und definierte Abkühlung mit anschließenden Korrosionsuntersuchungen der Proben durch Salzsprühtest und Immersion soll ein Zusammenhang zwischen SDAS und Korrosionsverhalten in Magnesiumlegierungen gefunden und die Korrosionsbeständigkeit weiter verbessert werden. Die Modellierung der SDAS und der zeitabhängigen Korrosion soll die experimentellen Ergebnisse wissenschaftlich untermauern. Als Legierungen sollen Mg-Al-Legierungen mit 0, 3, 6, 9 und 12% Al untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen