Mikrostrukturspezifische Prozesskettenauslegung zur Herstellung von Al-Li- Bändern mittels Gießwalzen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Olaf Keßler; Professor Dr.-Ing. Mirko Schaper
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448101324

Al-Li-Legierungen sind sehr attraktiv für Luft- und Raumfahrtanwendungen, da ihre Eigenschaften denen herkömmlicher Al-Legierungen überlegen sind. Ihre Vorzüge sind auf die Bildung einer feinen, Li-reichen Phase in der Al-Matrix zurückzuführen. Der größte Nachteil der Al-Li-Legierungen ist ein anisotropes Verhalten bei gleichzeitig begrenzter Umformbarkeit. Grund dafür sind verschiedene Merkmale der Verfestigungsphasen und der Kornstruktur sowie die kristallographische Textur, die beim Kokillen- oder Brammenguss und der anschließenden thermomechanischen Behandlung (TMB) entstehen. Da konventionell hergestellte Legierungen an ihre Grenzen stoßen, müssen Verfahren zur Anpassung der Legierungschemie und innovative Gieß und thermomechanische Bearbeitungsmethoden eingesetzt werden. So soll die Umformbarkeit von Al-Li-Legierungen verbessert werden, ohne deren hohe spezifische Festigkeit zu beeinträch-tigen. Eine zusätzliche Verfestigung der Al-Li-Legierung wird durch Ausscheidungen mit hohem Mg- und Cu-Anteil erreicht. Das feinkörnige Gefüge wird durch Ausscheidungen von Sc und Zr enthaltenden Partikeln stabilisiert. Die Kombination aus Zwei-Rollen-Gießwalzen (ZRGW) und TMB – einschließlich asymmetrischem Warmwalzen – soll verwendet werden, um eine makro-skopisch homogene Verteilung der Legierungselemente in einer übersättigten Al-Matrix zu gewährleisten, eine vorteilhafte kristallographische Textur einzustellen und die Kornstruktur sowie die Größe und Morphologie der Ausscheidungen zu beeinflussen und die Umformbarkeit des Materials zu verbessern. Hauptziel des Projekts ist es, Zusammenhänge zwischen den Verarbei-tungsbedingungen während des ZRGW sowie der anschließenden TMB und der Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften von dünnen Bändern aus hochfesten Al-Li-Mg-Cu-Sc-Zr-Legierungen zu ermitteln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen