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2019 | Buch

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Mikrostrukturbasierte Bewertung des Korrosionsermüdungsverhaltens der Magnesiumlegierungen DieMag422 und AE42

verfasst von: Martin Klein

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Werkstofftechnische Berichte │ Reports of Materials Science and Engineering

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Magnesiumlegierungen sind aufgrund ihrer geringen Dichte und hohen spezifischen Festigkeit sehr attraktiv für Leichtbauanwendungen, bspw. im Automobilbau. Zum sicheren und effizienten Einsatz in solchen Anwendungsbereichen müssen die Legierungen sowohl eine gute Ermüdungsfestigkeit als auch eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Martin Klein charakterisiert den Einfluss der Korrosion auf die Mikrostruktur und vergleicht die davon abhängigen mechanischen Eigenschaften unter zyklischer Last für die kriechbeständigen Magnesiumlegierungen DieMag422 und AE42 unter Anwendung innovativer Prüfmethoden.

Der Autor:

Martin Klein arbeitete als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Werkstoffprüftechnik (WPT) der Technischen Universität Dortmund und schloss dort seine Promotion im Bereich Korrosion und Korrosionsermüdung ab.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung

Magnesiumlegierungen sind aufgrund ihrer geringen Dichte und hohen spezifischen Festigkeit sehr attraktiv für Leichtbauanwendungen, bspw. im Automobilbau [1-4]. Da mit geeigneten Magnesiumlegierungen bei gleicher Funktion eine Gewichtsreduktion von 50% gegenüber Stahl und 20% gegenüber Aluminium erreichbar ist, nimmt, vor dem Hintergrund der zunehmenden Bedeutung des Klimaschutzes und gestiegener Primärenergiekosten, das Interesse an dieser Werkstoffgruppe seit etwa 20 Jahren wieder deutlich zu [1, 5-7]. Insbesondere kriechbeständige Magnesiumlegierungen können auch im Motorbereich von Automobilen, wie bspw. in Zylinderkurbel- oder Getriebegehäusen, eingesetzt werden, wobei die Substitution typischer, derzeit hierfür verwendeter, Werkstoffe, wie Stahl oder Aluminium, ein enormes Potential zur Gewichtsreduktion bietet.

Martin Klein

Kapitel 2. Stand der Technik

Zusammenfassung

Magnesium (Mg) ist mit einer Dichte von 1,74 g/cm³ der leichteste derzeit eingesetzte metallische Konstruktionswerkstoff. Mg und seine Legierungen zeichnen sich durch hohe spezifische Festigkeit, gute Gießbarkeit, einem guten Dämpfungsvermögen sowie einer hohen Verfügbarkeit aus [3, 8, 11, 14].

Martin Klein

Kapitel 3. Experimentelle Verfahren

Zusammenfassung

Wie in der Einleitung erwähnt, zielt die Arbeit neben der Charakterisierung des Korrosionsermüdungsverhaltens der beiden Legierungen DieMag422 und AE42 auch auf die Entwicklung einer Prüfmethode ab, mittels derer das Korrosionsermüdungsverhalten in Korrelation zum reinen Korrosionsverhalten gesetzt werden kann, um auch die Wechselwirkungen zwischen zyklisch, mechanischer und medial, korrosiver Beanspruchung darstellen zu können. Hierzu wurde der Ansatz gewählt, beide Legierungen bei verschiedenen, äquivalenten Korrosionsraten in Korrosionsermüdungsversuchen zu prüfen, um auch unterschiedliche Beeinflussungen des Korrosionsermüdungsverhaltens bei gleichen korrosiven Beanspruchungen darstellen zu können.

Martin Klein

Kapitel 4. Werkstoffe DieMag422 und AE42

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurden die kriechbeständigen Mg-Legierungen DieMag422 (Mg-4Al-2Ba-2Ca) und AE42 (Mg-4Al-2SE) untersucht. Die Zusammensetzungen beider Werkstoffe, die mittels Funkenemissionsspektroskopie ermittelt wurden, sind in Tabelle 4.1 dargestellt.

Martin Klein

Kapitel 5. Ergebnisse

Zusammenfassung

Für eine erste Abschätzung des Korrosionsverhaltens in qualitativer wie quantitativer Hinsicht sowie zur Abschätzung möglicher Polarisationsstufen für die folgenden Immersionstests wurden zunächst potentiodynamische Polarisationsmessungen in den in Abschnitt 3.1.1 erwähnten Medien sowie unter Anwendung der dort genannten Parameter durchgeführt.

Martin Klein

Kapitel 6. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde das Korrosionsermüdungsverhalten der beiden kriechbeständigen Magnesiumlegierungen DieMag422 und AE42 vergleichend mittels lebensdauer- und vorgangsorientierter Ansätze charakterisiert. Zur lebensdauerorientierten Charakterisierung wurden beide Legierungen in Einstufenversuchen vom LCF- bis HCF-Bereich bei unterschiedlichen, äquivalenten Korrosionsraten geprüft, die durch Variation der NaCl-Konzentration in den verwendeten Elektrolyten sowie teilweise auch durch gezielte galvanostatisch, anodische Polarisation eingestellt wurden. Die Reduzierung der Ermüdungsfestigkeit wurde mit den eingestellten Korrosionsraten sowie den unterschiedlich ausgebildeten Korrosionsmorphologien korreliert.

Martin Klein

Backmatter

Titel: Mikrostrukturbasierte Bewertung des Korrosionsermüdungsverhaltens der Magnesiumlegierungen DieMag422 und AE42
verfasst von: Martin Klein
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-25310-3
Print ISBN: 978-3-658-25309-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-25310-3

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