Materialverhalten entlang der Prozesskette von ZAX210 Draht

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Madlen Ullmann
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563064587

Ziel des Projekts ist es, grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse über das Materialverhalten der calciumhaltigen Magnesiumlegierung ZAX210 während der Herstellung von Drahtprodukten zu gewinnen. Dies geschieht im Rahmen einer innovativen Prozesskette, die das Twin-Roll-Casting (TRC) und den Continuous Rotary Extrusion (CRE)-Prozess kombiniert. Diese Verfahren bieten die Möglichkeit, Magnesiumdraht effizient und wirtschaftlich herzustellen, was insbesondere für Leichtbauanwendungen im Transportsektor von Bedeutung ist. Im Fokus steht die Untersuchung der Mikrostruktur- und Texturentstehung während des CRE-Prozesses, wobei die Auswirkungen verschiedener Prozessparameter wie Geschwindigkeit, Temperatur und Ausgangsmaterialzustand analysiert werden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den Wechselwirkungen der einzelnen Teilprozesse innerhalb des CRE-Verfahrens - Umbiegung, ECAP und Extrudieren - und deren Einfluss auf die Materialeigenschaften. Darüber hinaus wird die Entwicklung eines VPSC-Modells (Visco-Plastic Self-Consistent) angestrebt, das die Textur- und Rekristallisationsvorhersage während der Umformung ermöglicht. Dieses Modell wird durch experimentelle Daten validiert, die aus umfassenden Materialcharakterisierungen (optische und Rasterelektronenmikroskopie, EBSD) gewonnen werden. Ein weiteres Ziel ist die Optimierung von Wärmebehandlungsprozessen, um gezielt Materialeigenschaften einzustellen, die für verschiedene Anwendungen erforderlich sind. Diese Erkenntnisse tragen zur Entwicklung einer energieeffizienten und kostengünstigen Fertigungskette bei, die eine verbesserte Leistungsfähigkeit von Magnesiumdrähten ermöglicht. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Metallformung (IMF) und dem Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen (LKR) durchgeführt und kombiniert experimentelle Untersuchungen mit fortschrittlichen Simulationstechniken. Dadurch soll ein tieferes Verständnis der Verformungsmechanismen von calciumhaltigen Magnesiumlegierungen erlangt und das Potenzial dieser Werkstoffe für industrielle Anwendungen voll ausgeschöpft werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Kooperationspartner: Dr. Johannes Kronsteiner