Mechanismenbasierte Charakterisierung des Textureinflusses auf die Korrosions- und Korrosionsermüdungseigenschaften von Zink-basierten Magnesium-Knetlegierungen

• Antragsteller: Dr. Dietmar Letzig; Professor Dr.-Ing. Frank Walther
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461435286

Ziel des Antrags ist die Erforschung der Schädigungsmechanismen von RE- und Ca-haltigen stranggepressten Mg-Zn-Legierungen unter zyklischer Belastung an Luft und in korrosivem Medium. Die Ergebnisse früherer Arbeiten erlauben die Schlussfolgerung, dass RE- und Ca-haltige stranggepresste Mg-Legierungen im Vergleich zu den Al-haltigen Mg-Standardlegierungen das Potential deutlich verbesserter Eigenschaften bei Ermüdungsbeanspruchung und unter Schwingungsrisskorrosion (SwRK)-Bedingungen haben. Über die Zugabe von geeigneten Legierungselementen und Einstellung geeigneter Strangpressparameter sollen Mg-Legierungen mit feinen Korngrößen bei gleichzeitiger Texturabschwächung hergestellt werden, d.h. durch die Änderung des Verformungsmechanismus sollen Eigenschaften wie Umformbarkeit, erhöhte Ermüdungsfestigkeit, erhöhter Korrosionswiderstand und reduzierte unterkritische Rissausbreitung kombiniert werden. Es soll die Bildung von Verformungszwillingen vermindert werden, und zwar nicht ausschließlich durch schwache Texturen und feine Korngrößen, sondern auch durch homogene Korngrößenverteilungen und geeignete Ausscheidungen, die die Zwillingsbildung verringern und gleichzeitig die Gleitvorgänge nicht behindern. Durch die Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit einerseits und des Korrosionswiderstands andererseits soll auch eine deutliche Verbesserung des Widerstands gegen SwRK angestrebt werden. Die unterschiedlichen Herstellungs- und die daraus folgenden Gefügeparameter sollen auf ihren Einfluss auf die Schädigungsmechanismen bei zyklischer Beanspruchung an Luft und unter SwRK-Bedingungen untersucht und aus den Erkenntnissen eine grundlegende Prozess-Gefüge-Eigenschafts-Beziehung abgeleitet werden. Durch Korrelation des Verlaufs der Spannungs-Dehnungs-Hysteresen mit den mikrostrukturellen Veränderungen soll das komplexe Zusammenspiel der Textur, der sich daraus ergebenden Anisotropie und der Zug-Druck-Asymmetrie bei zyklischer Beanspruchung im korrosiven Medium charakterisiert werden. Das Verständnis der Prozess-Gefüge-Eigenschafts-Zusammenhänge erlaubt die Entwicklung einer neuen Gruppe von leistungsfähigen, extrudierten Mg-Legierungen und die Übertragung der Erkenntnisse auf das Ermüdungs- und Korrosionsverhalten von Mg-Blechlegierungen im Allgemeinen, was eine Basis für die Blechlegierungsentwicklung mittels Gießwalzen bildet. Obwohl die Thematik wissenschaftlich sowie wirtschaftlich ein hohes Potential besitzt, wurde diese bisher weder umgesetzt, noch wurden die essentiellen Schädigungsmechanismen in Hinblick auf den Textureinfluss auf das Ermüdungsverhalten und insbesondere die SwRK erforscht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen