Modelle zur anwendungsnahen und schnellen Simulation der mechanischen Eigenschaften ausscheidungshärtender Aluminiumlegierungen

Bei der Wärmebehandlung von Aluminiumbauteilen können Angaben in der Literatur derzeit nur als qualitative Orientierungshilfe für die Auslegung von Wärmebehandlungsprozessen dienen. Die Auswirkungen der Ausscheidungshärtungsparameter auf die mechanischen Eigenschaften wurden zwar für diverse Aluminiumlegierungen experimentell untersucht, jedoch sind die Ergebnisse zumeist lückenhaft oder nur auf bestimmte Teilschritte in der Prozesskette der Wärmebehandlung beschränkt. Demnach fokussieren sich auch die wenigen verfügbaren Modelle mit empirisch-phänomenologischen Ansätzen auf einzelne Teilschritte. Eine schnelle und durchgängige Simulation der Eigenschaftsveränderung durch Wärmebehandlung ist somit bislang nicht möglich. Dies hat für potenzielle Anwender aus der Industrie zur Konsequenz, dass die Möglichkeit, Prozesse und Kosten der Wärmebehandlung durch eine anwendungsnahe Simulation zu optimieren, nicht wahrgenommen werden kann. Eine durchgängige Simulation der Ausscheidungshärtung von Aluminiumbauteilen für die industrielle Anwendung ist derzeit nicht verfügbar, würde aber bei der Auslegung neuer Wärmebehandlungsprozesse oder bei der Optimierung bestehender Prozesse insbesondere für kleine und mittelgroße Unternehmen wesentliche wirtschaftliche und technologische Vorteile bieten. Ziel des Vorhabens war daher, ein Modell zu erarbeiten, mit dem sich, mit Hilfe von Zeit-Temperatur-Zusammenhängen, die mechanischen Eigenschaften aushärtbarer Aluminiumlegierungen in Abhängigkeit von den Ausscheidungshärtungsbedingungen der Prozessschritte Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern schnell und hinreichend genau berechnen lassen. Die Umsetzung dieses Modellierungsansatzes wurde am Beispiel einer Aluminiumknetlegierung EN AW-6082 gezeigt.