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Lebensdauerberechnung von Aluminium-Radialverdichterrädern unter Berücksichtigung der Werkstoffalterung [Zwischenbericht über das Vorhaben Nr. 1172 (IGF-Nr. 17734)]

  • Aluminiumlegierungen mit besonders hoher Festigkeit werden vor allem in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eingesetzt. Ein Anwendungsbeispiel im Fahrzeugbereich sind Radialverdichterräder von Abgasturboladern. Der hierfür untersuchte Werkstoff ist die Legierung 2618A. Die hohe Festigkeit wird durch Ausscheidungshärtung erreicht. Es scheiden sich hierbei durch eine entsprechende Wärmebehandlung Al-Cu-Mg-Teilchen in die Aluminium-Matrix aus. Diese Teilchen stellen Hindernisse für die Bewegung von Versetzungen dar und haben im Fall der Legierung 2618A stabförmige Geometrie. Durch Einsatz bei Betriebstemperatur von etwa 160 °C bis 190 °C vergröbern die Teilchen im Verlauf der Einsatzzeit (Ostwaldreifung) und die Festigkeit nimmt ab. Der Zwischenbericht soll einen Überblick über die bisherigen experimentellen und theoretischen Ergebnisse geben. Es konnten Brinell-Härteverläufe nach Auslagerung bei 160 °C, 180 °C und 190 °C bis 8.760 h Auslagerungszeit gemessen werden.Aluminiumlegierungen mit besonders hoher Festigkeit werden vor allem in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eingesetzt. Ein Anwendungsbeispiel im Fahrzeugbereich sind Radialverdichterräder von Abgasturboladern. Der hierfür untersuchte Werkstoff ist die Legierung 2618A. Die hohe Festigkeit wird durch Ausscheidungshärtung erreicht. Es scheiden sich hierbei durch eine entsprechende Wärmebehandlung Al-Cu-Mg-Teilchen in die Aluminium-Matrix aus. Diese Teilchen stellen Hindernisse für die Bewegung von Versetzungen dar und haben im Fall der Legierung 2618A stabförmige Geometrie. Durch Einsatz bei Betriebstemperatur von etwa 160 °C bis 190 °C vergröbern die Teilchen im Verlauf der Einsatzzeit (Ostwaldreifung) und die Festigkeit nimmt ab. Der Zwischenbericht soll einen Überblick über die bisherigen experimentellen und theoretischen Ergebnisse geben. Es konnten Brinell-Härteverläufe nach Auslagerung bei 160 °C, 180 °C und 190 °C bis 8.760 h Auslagerungszeit gemessen werden. Erste TEM (Transmissionselektronenmikroskopie )-Untersuchungen der Mikrostruktur liegen vor. Anhand dieser Untersuchungen wurden erste Simulationen und Berechnungen der AI-Cu-Mg-Teilchengrößenentwicklung (Vergröberung) durchgeführt. Auswirkungen dieser Vergröberung der AlCu-Mg-Teilchen auf die Fließgrenze bei Raumtemperatur wurden berechnet. Weitere Ergebnisse sind Kriechversuche an Proben im Ausgangszustand T61 der Legierung 2618A bei den Temperaturen 160 °C, 180 °C und 190 °C. Um das zyklische visko-plastische Verhalten des Werkstoffes und den Einfluss der Alterung zu untersuchen, wurden LCF-Ermüdungsversuche an verschiedenen Auslagerungszuständen durchgeführt.zeige mehrzeige weniger

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  • Rockenhaeuser_Lebensdauerberechnung von Aluminium-Radialverdichterraedern.pdf
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Autoren/innen:Christian Rockenhäuser, Birgit Skrotzki, J. Karlin, P. Von Hartrott
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Deutsch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):Herbsttagung 2015 Turbomaschinen
Jahr der Erstveröffentlichung:2015
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.2 Experimentelle und modellbasierte Werkstoffmechanik
Herausgeber (Institution):Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV)
Ausgabe/Heft:R573
Erste Seite:37
Letzte Seite:69
Freie Schlagwörter:Aluminium alloys; Coarsening; Microstructure; Transmission electron microscopy
Veranstaltung:Herbsttagung 2015 Turbomaschinen
Veranstaltungsort:Würzburg, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:29.09.2015
Enddatum der Veranstaltung:30.09.2015
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.02.2016
Referierte Publikation:Nein