Werkstoff- und umformtechnische Bewertung von hochfesten Aluminiumblechwerkstoffen für den Karosseriebau

Abstract

Die Automobilindustrie steht vor einer Vielzahl an neuen Herausforderungen, die einen erhöhten und beschleunigten Transformationsdruck erzeugen. Ein vielversprechender Ansatz, um auch mit der 6000er-Legierungsgruppe die Ressourceneffizienz durch Leichtbau im Fahrzeugrohbau zu betreiben, ist die Untersuchung von Legierungskonzepten an den Grenzen oder außerhalb der Lieferspezifikation von konventionell, im Rohbau eingesetzten Aluminiumblechwerkstoffen. Da sowohl die mikrostrukturelle Phasenentwicklung als auch die mechanischen Werkstoffkennwerte stark von der jeweiligen Gefügezusammensetzung des Werkstoffes und den Verarbeitungsprozessen abhängen, besteht die zentrale Zielsetzung der Arbeit darin, ein umfassendes Verständnis über das umform- und werkstofftechnische Verhalten von Al-Mg-Si-Cu-Legierungen in diversen Prozessstrategien zu generieren und daraus die Prozessgrenzen für den Einsatz in der Fahrzeugkarosserie zu identifizieren. In diesem Kontext bildet ein grundlegendes Verständnis über den Einfluss und die Beeinflussbarkeit der mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von Temperatur, Zeit und plastischer Dehnung in der konventionellen Prozessroute, in einer wirtschaftlich integrierbaren Bauteilaushärtung und einem eigenschaftsorientierten teilausgehärteten T61-Zustand die Grundlage, für die Definition der Prozessfenster. Ergänzt durch mikrostrukturelle Untersuchungen über die Rasterelektronenmikroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie und dynamische Differenzkalorimetrie war die Detektion von festigkeitssteigernden und korrosionssensiblen Phasen sowie deren Evolution möglich. Abschließend werden die Erkenntnisse unter Serienbedingungen validiert und am Beispiel der B-Säule verifiziert, um das Potential für eine industrielle Umsetzung abzuschätzen. Die allgemeingültige Handlungsempfehlung zur effizienten Charakterisierung und Herleitung von Grenzwerten für eine Verwendung in crashrelevante Rohbaukomponenten, sind grundsätzlich auf andere Werkstoffkonzepte übertragbar.