Ergebnisse und Auswertung

Auswertungen

1) G-AlSi12

Auswertung G-AlSi12

  • Zusammensetzung:
    12,95 % Silizium, 0,39% Mangan, 0,24% Eisen
  • Gefügeaufbau:
    In Al-Grundmasse(nach NaOH beige) primäre Siliziumkörner und   grobes Al-Si-Eutektikum
  • Allg. Eigenschaften:
    Eutektische Legierung mit ausgezeichnetem Formfüllungsvermögen,
    hohe Warmrissbeständigkeit und ausgezeichneten Gießeigenschaften bei hoher chemischer Beständigkeit.
  • Verwendungsmöglichkeiten:
    verwinkelte, dünnwandige, druckdichte und schwingungsfeste   Gussstücke bei sehr guter Korrosionsbeständigkeit.
  • Anwendungsbeispiele:
    Maschinenteile, Zylinderköpfe und –blöcke, Kurbel-, Motoren- und   Pumpengehäuse, dünnwandige Gehäuse, Flügelräder, schwierige   Montageböcke
  • Euro-Norm:  EN AC-44100
  • DIN Nr.:  3.2581.01
2) AlCuMg2 weichgeglüht

Auswertung AlCuMg2 weichgeglüht

  • Zusammensetzung:

    4,45% Kupfer, 1,59% Magnesium, 0,80% Mangan, 0,35% Silizium, 0,33% Eisen, 0,10% Zink

  • Gefügeaufbau:
    Aluminium-Mischkristalle(nach NaOH hell) in die Ausscheidungen von   Al2Cu (grau/farbig) und Al3Mg12 (ß) (dunkel) eingelagert.
    Querschliff 

  • Allg. Eigenschaften:
    sehr hohe mechanische Belastbarkeit und gute mechanische Eigenschaften, keine gute Korrosionsbeständigkeit, nicht zum Löten geeignet, schlechte Schweißbarkeit, durchschnittliche Zerspanbarkeit, schlecht zu Eloxieren

  • Verwendungsmöglichkeiten:
    Bleche, Stangen, Winkel- und L-, T- und U- Profile, gezogen und gepresste Rohre

  • Anwendungsbeispiele:

    Maschinenbau, Luftfahrtechnik, Raumfahrttechnik

  • Euro-Norm:  EN AW 2024
    DIN Nr.:  3.1355

  • Besonderheit:
    belastbarer Werkstoff mit erhöhten Festigkeitswerten,
    gute Eigenschaft zum Tiefziehen und Kaltbiegen, sehr gutes Warmbiegen
    weichgeglücht, daher weniger Probleme bei größeren Dicken durch Eigenspannungen, insbesonder bei unsymmetrischer spanender Bearbeitung

3) AlCuMg2 kaltausgehärtet

Auswertung AlCuMg2 kaltausgehärtet

  • Zusammensetzung:
  • 4,45% Kupfer, 1,59% Magnesium, 0,80% Mangan, 0,35% Silizium, 0,33% Eisen, 0,10% Zink
  • Gefügeaufbau:
  • Aluminium-Mischkristalle( nach NaOH hell) in die Ausscheidungen von Al2Cu (grau) und Al3Mg12 (ß) (dunkel) eingelagert.
  • Längsschliff, Zellenförmige Anordnung der Ausscheidungen in Pressrichtung
  • Allg. Eigenschaften:
  • sehr hohe mechanische Belastbarkeit und gute mechanische Eigenschaften, keine gute Korrosionsbeständigkeit, nicht zum Löten geeignet, schlechte Schweißbarkeit, gute Zerspanbarkeit, schlecht zu Eloxieren
  • Verwendungsmöglichkeiten: Bleche, Stangen, Winkel- und L-, T- und U- Profile, gezogen und gepresste Rohre
  • Anwendungsbeispiele: Maschinenbau, Luftfahrtechnik, Raumfahrttechnik
  • Euro-Norm:  EN AW 2024
  • DIN Nr.:  3.1355
  • Besonderheit:
  • belastbarer Werkstoff mit erhöhten Festigkeitswerten; gute Zerspanbarkeit; Probleme bei größeren Dicken durch Eigenspannungen 
4) G-AlSi10Mg

Auswertung G-AlSi10Mg

  • Zusammensetzung: 
  • 10,00% Silizium, 0,40% Mangan, 0,39% Magnesium, Rest Aluminium
  • Gefügeaufbau:
  • Untereutektische primäre Al-Mischkristalle (hell) mit Al-Si- Eutektikum
  • Sandguss veredelt und ausgehärtet.
  • Wärmebehandlung 4h 530°C / Wasser
  •                                   20h 150°C / Luft
  • Allg. Eigenschaften:
    gute thermische Eigenschaften, gute Festigkeit und Härte, hohe dynamische Belastbarkeit, sehr gutes Fließvermögen, sehr gute   Warmrissbeständigkeit, sehr gute Spanbarkeit, ausgezeichnete   Schweißbarkeit, können eloxiert, poliert und mechanisch   nachbearbeitet werden, korrosionsbeständig
  • Verwendungsmöglichkeiten:
  • Gusslegierung für dünnwandige und komplexe Geometrien mit hoher dynamische Belastung, hohe thermische Leitfähigkeit
  • Anwendungsbeispiele: Automotive, Motorsport, Luft- und Raumfahrt, Prototypenbau, Serienteile
  • Euro-Norm:  EN AC-43000

DIN Nr.:  3.2382 

5) AlCu4Ti

Auswertung AlCu4Ti

  • Zusammensetzung: 
  • 4,82% Kupfer, 0,32% Silizium, 0,22% Eisen, 0,17% Titan, 0,019% Mangan, Rest (ca. 94%) Aluminium
  • Gefügeaufbau:
  • In den Korngrenzen der Al-Mischkristalle (hell, beige)
  • Ausscheidungen von Al2Cu (hell, scharf umrandet) und Al6Cu2Fe-  Kristalle (grau)
  • Allg. Eigenschaften:
    hohe Dauerschwingfestigkeit, erfüllt höchste Festigkeits- und Zähigkeitsansprüche, ausgezeichnete Spanbarkeit, gute Polierbarkeit, unzureichende Schweissbarkeit und Beständigkeit gegen Wasser und Meerwasser
  • Verwendungsmöglichkeiten: Gussstücke mit höchstmöglicher Festigkeit und Härte bei ausgezeichneter Dehnung
  • Anwendungsbeispiele:  Luft- und Raumfahrt, Wehrtechnik, Schienenfahrzeuge,   Maschinenteile
  • Einschränkung: sofern Korrosion kein Hindernis darstellt.
  • Euro-Norm:  EN AC-21100
  • DIN Nr.:  3.1841 
6) Reinmagnesium

Auswertung Reinmagnesium

 

  • Zusammensetzung:
  • etwa 99,8% Magnesium
  • Gefügeaufbau:
    Magnesiumkristalle mit zahlreichen Zwillingen
  • Allg. Eigenschaften:
  • schlecht gießbar, geringe Festigkeit und Härte, ca. 1/3 leichter als Aluminium
  • Verwendungsmöglichkeiten: als Pulver sowie als Bestanteil von Legierungen
  • Anwendungsbeispiele:
    Als Pulver: Leuchtmunition, früher Blitzlichtpulver, als Brennstoff für Unterwasserfackeln, Feuerzeuge, Brandsätze von Bomben
    Bestandteil von Magnesiumlegierungen
    Automobil und Schiffbranche: hier als chemischer Bestandteil
  • Euro-Norm:  BS EN-12421

 

7) G-MgAl9

Auswertung G-MgAl9

  • Zusammensetzung: 8,00% Aluminium, 0,50% Zink, Rest (ca. 91%) Magnesium
  • Gefügeaufbau:
  • Die perlitartigen Ausscheidungen von Mg17Al12 haben sich nahezu vollständig gelöst, nicht jedoch die sekundär erstarrten Körner dieser   Phase.
  • Kokillenguss unbehandelt
  • Allg. Eigenschaften: hervorragende Gießeigenschaften und hohe Festigkeit
  • Verwendungsmöglichkeiten: dünnwandige Bauteile mit hoher Maßgenauigkeit, gute Bearbeitbarkeit
  • Anwendungsbeispiele: Automobil-, Computer- und Mobiltelefonteile, Sportgeräte. Gehäuseteile, Bauteile von Maschinen, Handwerkzeuge,   Haushaltsgeräte
  • Euro-Norm:  EN MC-21120
  • DIN Nr.:  3.5912.01 
8) MgAl Presslegierung

Auswertung MgAl Presslegierung

  • Zusammensetzung:
    10,00% Aluminium, 0,30% Mangan, Rest (ca. 89%) Magnesium
  • Gefügeaufbau:
    helle Mg- und dunkle Mg17Al12-Kristallite. In den Al-reichen Zeilen sind die Mg17Al12-Ausscheidungen stärker gepresst.
    ->Preßlegierung

Fazit

  • Das Schleifen sowie das Polieren der Proben von Aluminium und Magnesium ist nicht immer nach dem gleichen Verfahren, ähnlich von Eisen, reproduzierbar.
  • Es ist sehr zu empfehlen, jede Probe einzeln einzubetten, auch wenn dieses aus Gründen der Kosten nicht sinnvoll erscheint, ist es zum erreichen eines guten Ergebnisses wesentlich sinnvoller. Das einzelne Einbeetten spart zeit und verfälscht nicht das Ergebnis der anderen Proben.
  • Das Ätzen der Proben ist teilweise sehr aufwendig und langwierig, teils müssen spezielle Säuren oder Basen angemischt werden. Ebenfalls ist hier die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse nicht immer gewährleistet. Ein kleiner Fehler in einem Teilschritt des gesamten Ätzverfahren bedeutet teilweise, dass erneut aufwendig und zeitintensiv poliert werden muss und man erneut mit dem Ätzverfahren startet.

Aus den Gründen die das Ätzverfahren betreffen, werden Marius Heldt und Jens Zylinski im Zuge Ihres allgemeinen Maschinenbauprojekts das Verfahren des Elektropolierens im Labor implementieren und eine Handlungsanweisung sowie Betriebsanleitung für die Ätzverfahren von Metallen erstellen.
Quelleverzeichnis

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