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t e c h n o l o g i e
Abb. 3: Kurzzeitwärmestabilität
Forderungen (Abb. 3).
Weitere Anforderungen an die
Bauteile beziehen sich auf den Sachverhalt,
dass sich der Kennwert
der Streckgrenzenfestigkeit bei der
Streckgrenzenklasse Rp 0,2 ≥ 280 MPa
auch nach 1.000 Stunden bei 150 °C
noch oberhalb des Grenzwertes von
265 MPa hält.
Weiterhin wird der Verlauf der
Streckgrenzenfestigkeit über die
verschiedenen Auslagerungszeiten
erkennbar (Abb. 4). Der Werkstoff
Duktal zeichnet sich hier gegenüber
den beiden anderen hauseigenen
Legierungen, die für die Streckgrenzenklassen
Rp 0,2 ≥ 200 MPa und
Rp0,2 ≥ 240 MPa eingesetzt werden,
durch einen homogenen und lediglich
minimal abfallenden Verlauf
der Festigkeitswerte aus. Dieser liegt
nach 1.000 Stunden immer noch bei
Rp 0,2 = 275 MPa.
Abb. 4: Streckgrenzenwerte
nen, mit den Anforderungen aus den
Technischen Lieferrichtlinien verglichen
und erläutert werden.
Anforderungen gemäß
den technischen lieferrichtlinien
Chemische Zusammensetzung:
Die Werkstoffvorgaben der Automobilindustrie
für Aluminiumbauteile
liegen innerhalb des AlMgSi­Legierungssystems
der AA 6000­Reihe. In
diesem System gibt es die verschiedensten
Legierungsvarianten, wie die
Beispiele zeigen (Abb. 2).
Bei Brökelmann wurden umfangreiche
Prozessuntersuchungen mit
verschiedenen Legierungsvarianten
der AlMgSi­Reihe durchgeführt und
in Zusammenarbeit mit einem renommierten
deutschen Aluminiumschmelzwerk
die neue AlMgSi­Legierung
Duktal auf Basis der Aluminiumlegierung
EN AW – 6082 entwickelt.
Mechanische Eigenschaften:
Die Autohersteller fordern für Aluminium­Strangpressprofile
im Zustand
T6 (ausgehärteter Zustand) in der
Streckgrenzenklasse Rp 0,2 ≥ 280 MPa
die folgenden mechanischen Eigenschaften:
Streckgrenze Rp 0,2 = 281 MPa
bis 330 MPa
Zugfestigkeit Rm ≥ 305 MPa
Bruchdehnung A5 ≥ 10 %
Ferner müssen die Profile eine
Kurzzeit­Wärmestabilität aufweisen.
Ausgehend vom Anlieferungszustand
T6 dürfen die Profile nach einer
Wärmebehandlung von einer Stunde
bei 205 °C die mechanischen Eigenschaften
der crashrelevanten Bauteile
nicht unterschreiten.
Wie zu erkennen ist, verhalten sich
die mechanischen Kennwerte des
Werkstoffs Duktal über die Auslagerungszeit
außerordentlich stabil und
erfüllen die im Rahmen der Technischen
Lieferrichtlinie aufgestellten
Abb. 5: Stauchprobe Ausgangslänge
Stauchprüfung
Crashrelevante Bauteile müssen ihre
Eignung und Fähigkeit einer hinreichenden
Duktilität in Form dezidierter
Prüfungen nachweisen. Diese
Prüfungen werden in erster Linie als
sogenannte Stauchprüfungen durchgeführt.
Hierbei werden Kraft­Weg­
Kurven mit Angaben der Arbeitsaufnahme
dokumentiert. Dabei müssen
sich mehrere Stauchfalten gleichmäßig
bilden. Die Ausgangslänge dieser
Stauchproben liegt im Allgemeinen
bei 300 mm. Der Stauchweg sollte dabei
200 mm betragen. Die Stauchgeschwindigkeit
sollte bei 100 mm/min
liegen, wobei die Prüfrichtung parallel
zur Orientierung des stranggepressten
Profils liegt. Die Stauchprobe erfolgt
zwischen zwei ebenen Platten, wobei
die Stauchproben nicht geführt oder
fixiert werden dürfen.
Die anschließende Prüfung der
Faltung erfolgt visuell, wobei die Faltenbildung
eine homogene Optik aufweisen
sollte. Leichte Anrisse in der
Faltung oder an der Materialoberfläche
werden je nach Querschnitt im
Ergebnis der Prüfungen akzeptiert.
In den Abbildungen 4 bis 6 ist
ein Vierkantrohr dargestellt, das aus
dem Werkstoff Duktal strangpresstechnisch
hergestellt wurde. Die Ausgangslänge
der Probe lag bei 500 mm
und ließ sich ohne Risse und bei ➝
ALUMINIUM · 11/2008
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