ISBN 978-3-8439-3519-7

978-3-8439-3519-7, Reihe Werkstoffwissenschaften

Matthias Korn
Mikrostrukturbasierte Legierungsentwicklung von Aluminiumkolbengusslegierungen für automobile Hochleistungsanwendungen

298 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2017), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Kolbenlegierungen unterliegen im Einsatz hohen thermischen und mechanischen Belastungen. Um weiter steigenden Anforderungen an Kolbenwerkstoffe gerecht zu werden, ist eine Weiterentwicklung der verwendeten Aluminiumgusslegierungen und der hierfür geeigneten Gießprozesse erforderlich. Zum Aufbau eines besseren Verständnisses der Mikrostruktur-Eigenschaftskorrelation im Betrieb von Kolbenwerkstoffen ist unter anderem eine detaillierte Kenntnis der thermischen Gefügestabilität und der Mikrostruktureinflüsse auf das quasistatische und zyklische Materialverhalten notwendig.

Neben Legierungen aus dem Schwerkraftkokillenguss werden in dieser Arbeit auch angepasste Legierungsvarianten aus dem Druckguss und dem Niederdruckkokillenguss untersucht.

Durch die detaillierte skalenübergreifende Mikrostrukturcharakterisierung vor und nach mechanischen Prüfungen werden Schädigungsmechanismen identifiziert und zur Mikrostruktur-Eigenschaftskorrelation genutzt. Dabei werden die Auswirkungen der Legierungszusammensetzung und bestimmter Legierungselemente auf die sekundäre Ausscheidungsstruktur sowie die Gussphasenstruktur dargestellt. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden sowohl mit den lokalen als auch mit den makroskopischen physikalischen und mechanischen Eigenschaften korreliert.

In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass durch eine mechanismenbasierte Legierungsentwicklung neuartige Legierungssysteme mit hervorragenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften generiert werden können.