Fachartikel

Untersuchungen zur Charakterisierung von crashrelevantem Bauteilverhalten
von Andreas Kleine, Harzgerode, Hubert Koch, Essen, und Wolfgang Böhme, Freiburg

Im Mittelpunkt dieses Beitrags steht ein Vergleich zwischen der bereits im Gusszustand duktilen Druckgusslegierung Trimal-37 und der in Kombination mit einer T7-Wärmebehandlung crashrelevanten Druckgusslegierung Trimal-05, die für Karosseriebauteile moderner Fahrzeuge entwickelt wurden.

Verbindungsteil Längsträger für den Audi-R8
Verbindungsteil Längsträger für den Audi-R8, Werkstoff: trimal-05 (T7-wärmebehandelt) (Foto: Trimet)

In Folge der T7-Wärmebehandlung wird das im Gusszustand korallenartig ausgebildete AlSi-Eutektikum von Trimal-05 entkoppelt und rund eingeformt, wodurch gegenüber dem Gusszustand ein völlig verändertes (crashrelevantes) Werkstoffverhalten ermöglicht wird. Eine T7-Wärmebehandlung, die aus Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern besteht, hat aber auch Nachteile. Hierzu zählen unter anderem der erforderliche Energie- und Zeitaufwand oder aber der mögliche Verzug der Bauteile.

Bei dehnratenabhängigen Zugversuchen äußern sich die Unterschiede zwischen duktilem Werkstoffverhalten (Trimal-37 F) und crashrelevantem Werkstoffverhalten (Trimal-05 T7) in höheren Werten für die Dehngrenze Rp0,2 und die Verformungskenngröße A20mm, aber geringen Werten für die Zugfestigkeit Rm.

Bei schlagartiger Beanspruchung (Schlagbiegeversuch) zeichnet sich crashrelevantes gegenüber duktilem Werkstoffverhalten in einer etwa 50 % höheren Schlagarbeit und einer nahezu doppelt so hohen Verformung der Proben bis zum Bruch aus.

Moderne Aluminiumkarosserien sind bewusst so konstruiert, dass nur an exponierten Stellen crashrelevante Druckgussbauteile zum Einsatz kommen müssen. Hier erfüllt Trimal-05 in Kombination mit einer T7-Wärmebehandlung die geforderten Eigenschaften. Eine Vielzahl der benötigten Druckgussbauteile entsprechender Karosserien muss über ein duktiles Werkstoffverhalten verfügen. In diesem Zusammenhang ermöglichen Druckgussbauteile aus Trimal-37 bereits im Gusszustand eine ausgezeichnete Performance.

Dr.-Ing. Andreas Kleine, Trimet Aluminium AG, Harzgerode, Dr. Hubert Koch, Trimet Aluminium AG, Essen, Wolfgang Böhme, Fraunhofer IWM, Freiburg

 

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