Kontinuierliche Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagramme von Al-Mg-Si-Legierungen

Der Einfluss der Abschreckgeschwindigkeit auf das Ausscheidungsverhalten von Aluminiumlegierungen wird, in Anlehnung an ZTU-Diagramme von Stählen, in kontinuierlichen Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagrammen dargestellt. Solche Diagramme sind bisher für Aluminiumlegierungen kaum verfügbar. Daher wurde in dieser Arbeit ein Verfahren zur Aufnahme von kontinuierlichen Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagrammen für Aluminiumlegierungen mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) entwickelt. Werden Al-Mg-Si-Legierungen in legierungsspezifisch langsamen Kühlgeschwindigkeitsbereichen von Lösungsglühbedingungen in einem DSC abgekühlt, sind in den Abkühlkurven mindestens zwei exotherme Ausscheidungsreaktionsbereiche zu erkennen, die Hoch- sowie die Niedertemperaturreaktionen. Die Zeitabhängigkeit der Ausscheidungsprozesse ist signifikant vom Legierungsgehalt abhängig (obere kritische Abschreckgeschwindigkeiten der Chargen: EN AW-6060 Massenanteile: Mg: 0,44 %, Si: 0,4 %: 30 K/min; EN AW-6082high: Massenanteile Mg: 1,05 %, Si: 1,23 %: 8000 K/min). Um Aufschluss darüber zu erhalten, welche Phasen dabei ausgeschieden werden, wurden umfangreiche Gefügeanalysen mittels Licht- und Raster- sowie Transmissionselektronenmikroskopie, energiedispersiver Röntgen-Mikroanalyse (EDX), Röntgendiffraktometrie (XRD) und Elektronen-Rückstreubeugung (EBSD), sowie Härteprüfungen an unterschiedlich abgekühlten Proben durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass bei den Hochtemperaturreaktionen Mg2Si ausgeschieden wird. Die Keimbildung der Mg2Si-Partikel erfolgt überwiegend an Primärausscheidungen. Bei den Niedertemperaturreaktionen werden die Phasen b' bzw. B' ausgeschieden, die Keimbildung erfolgt überwiegend gleichmäßig verteilt im Korninneren.