40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022
Vortrag
27.10.2022
Untersuchung des Frequenzeinflusses auf das Ermüdungsverhalten des Magnesiumblechwerkstoffs AZ31
SS

Dipl.-Ing. Sebastian Schöne

Technische Universität Dresden

Schöne, S. (V)¹; Kirsten, T.¹; Zeuner, A.T.¹; Zimmermann, M.¹
¹Technische Universität Dresden
Vorschau
18 Min. Untertitel (CC)

Magnesiumwerkstoffe bieten aufgrund ihres enormen Leichtbaupotentials die Möglichkeit den Energieverbrauch des Transportsektors zu senken und Raum für innovative Mobilitätskonzepte zu schaffen. Der herausragende Eigenschaftsvorteil gegenüber gängigen Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium liegt in der verringerten Dichte, der jedoch eine reduzierte statische und zyklische Festigkeit gegenübersteht. Um den Einsatz von Magnesiumlegierungen dennoch sinnvoll gestalten zu können, muss deren Festigkeitspotential insbesondere während einer zyklischen Belastung voll ausgeschöpft werden. Ermüdungsuntersuchungen und die Aufklärung des Risswachstumsverhaltens sind daher essentiell. Bei für den Transportsektor typischen hochzyklischen Belastungsszenarien hat sich die Ultraschallermüdungsprüftechnik in den letzten Jahren etabliert.

In der Vergangenheit wurden bereits zahlreiche Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Magnesiumlegierungen durchgeführt. Hierbei lag der Fokus zumeist auf mittels Druckguss hergestellten Werkstoffen. Die vorgestellte Arbeit konzentriert sich hingegen auf die bisher weniger intensiv untersuchte Knetlegierung AZ31. Die Walztextur und die hdp-Gitterstruktur des Magnesiumblechwerkstoffs beeinflussen deren grundlegende Ermüdungseigenschaften. Zudem stellt das hohe Dämpfungsvermögen der Magnesiumwerkstoffe eine Herausforderung für den Einsatz der Ultraschallermüdungstechnik dar. Aus diesem Grund sind Untersuchungen zum Einfluss der hohen Prüffrequenz auf das Ermüdungsverhalten essentiell.

In der vorgestellten Arbeit werden Ergebnisse von Ermüdungsuntersuchungen im HCF und VHCF-Bereich vorgestellt. Hierbei werden vergleichend Daten aus Untersuchungen bei 100 Hz sowie 20 kHz diskutiert. Die Ergebnisse zeigen einen Frequenzeinfluss, dessen Ursprung näher untersucht wird. Hierfür wird das Risswachstumsverhalten analysiert sowie elektronenmikroskopische Untersuchungen in Form von REM- und EBSD-Analysen durchgeführt.


Abstract

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