Verbundstrangpressen von Aluminium-Titan-Verbindungen

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Mirko Schaper, since 8/2011; Dr.-Ing. Kai Schimanski
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2010 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 177088672

• Final Report Year: 2013

Final Report Abstract

Mit dem Verbundstrangpressen von Aluminium mit Titan ist es möglich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Metallen herzustellen. Allerdings kommt es bei jeder Legierungskombination während des Pressvorganges zum abschnittsweisen Abreißen des Titankerns. Das Pressverhältnis hat einen Einfluss auf die Menge der abgerissenen Titanabschnitte. Durch das Verbundstrangpressen von Aluminium mit Titan bildet sich im Grenzbereich eine intermetallische Phase aus, die eine Schichtdicke von 1-5 µm aufweist. In dieser Schicht kommt es zu einer Anreicherung der Legierungselemente aus der Aluminiumlegierung. Durch die Wärmebehandlung härtet die Matrix der gewählten Aluminiumlegierung aus. Die Zugversuche zeigen Unterschiede in den Versagensorten nach der Wärmebehandlung. Die Wärmebehandlung führt zu einer Erhöhung der Zugfestigkeit, allerdings auch zu einer Erniedrigung der Streckgrenze. Der Verbundstrangpressprozess wurde mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode simuliert. Der Prozess konnte mit hoher qualitativer Ähnlichkeit zum realen Experiment nachgebildet werden, was durch das in beiden Fällen auftretende Einschnüren und Abreißen des Titankerns dokumentiert wird. Mit dem Verbundstrangpressen von Aluminium mit Titan ist es möglich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Metallen herzustellen. Im Grenzbereich zwischen den beiden Metallen bildet sich eine intermetallische Phase aus. Der Verbundstrangpressprozess wurde mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode simuliert.

Publications

• Co-Extrusion of Aluminium-Titanium- Compounds – Characterisation of the bonding behavior. In: E-Book of the 1st European Conference of Aluminium Alloys ECAA 2011, 05.-07. Oktober 2011, Bremen
  Striewe, B.; von Hehl, A.; Grittner, N.
  
• Verbundstrangpressen von Titan-Aluminium-Verbindungen, Werkstoffe und werkstofftechnische Anwendungen, Bd. 41, Eigenverlag Chemnitz (2011), S. 405-412
  Grittner, N.; von Senden genannt Haverkamp, H.; Stelling, O.; Striewe, B.; Bormann, D.; Schimanski, K.; Nikolaus, M.; von Hehl, A.; Bach, F.-W.; Zoch, H.-W.
  
• Analyse der Grenzschicht zwischen Aluminium und Titan nach dem Verbundstrangpressen; HTM Journal of Heat Treatment and Materials 67 (2012) 4, S. 257-263
  Striewe, B.; Grittner, N.; von Hehl, A.; Hunkel, M.; Stelling, O.; Schaper, M.; Zoch, H.- W.; Bach, Fr.-W.
  
• Characterisation of the bonding zone by coextruded Aluminium-Titanium-Compounds, Materials Science and Engineering Technology 43 (2012) 4, S. 315-320
  Striewe, B.; Grittner, N.; von Hehl, A.; Hunkel, M.; Stelling, O.; Schimanski, K.; Schaper, M; Zoch; H.-W.; Bach, Fr.-W.
  
• Co-extrusion of Aluminium-Titanium-Compounds, Key Engineering Materials Vol. 491 (2012) S 67-74
  Grittner, N.; Striewe, B.; von Hehl, A.; Bormann, D.; Hunkel, M.; Zoch, H.-W.; Bach, Fr.-W.
  
• Process Analysis of the Co-Extrusion of Aluminum and Titanium Alloys; 13th International Conference on Aluminum Alloys (ICAA13), June 3-7, 2012, Pittsburgh, on CD-Rom, S. 1671-1677
  Grittner, N.; Striewe, B.; Dietrich, D.; von Hehl, A.; Klose, C.; Schaper, M.; Zoch, H.- W.; Bach, Fr.-W.
  
• The Bonding Behavior of coextruded Aluminum-Titanium-Compounds; 13th International Conference on Aluminum Alloys (ICAA13), June 3-7, 2012, Pittsburgh, on CD-Rom, S. 1697-1703
  Striewe, B.; Hunkel, M.; von Hehl, A.; Grittner, N.