Modellierung der Rekristallisationskinetik während der Warmumformung der Aluminiumlegierung 5083

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wurde mit Hilfe von Modellierungs- und Simulationsmethoden die Rekristallisationskinetik der Aluminiumlegierung 5083 untersucht und experimentell überprüft. Es wurde während des Stauchversuches festgestellt, dass das Gefüge bei höheren Temperaturen und höheren Umformgeschwindigkeiten teilweise dynamisch rekristallisiert wird. Dieses Phänomen kann durch eine relativ niedrige Stapelfehlerenergie der AA5083 aufgrund eines hohen Mg-Gehaltes erklärt werden. Zusätzlich wurden die kritischen Bedingungen für den Beginn der dynamischen Rekristallisation bestimmt und mit den Simulationsergebnissen verglichen. Die Finite-Elemente-Methode wurde mit einem halbempirischen Modell für die Berechnung des statisch rekristallisierten Anteils der AA5083 nach dem Warmwalzen verwendet. Für die Überprüfung der Simulationsergebnisse wurden sowohl Stauchversuche als auch Warmwalzversuche durchgeführt. Die Kornstruktur wurde mit Hilfe der EBSD-Technik und der Lichtmikroskopie analysiert.

Summary

In this paper, the recrystallisation kinetics of AA5083 was investigated by means of modelling and simulation as well as experiments. It was determined during compression tests that at high temperatures and high strain rates the microstructure partly dynamically recrystallises (DRX). This occurrence can be explained by the relatively low stacking fault energy of AA5083 because of the high Mg-content. Additionally, the critical conditions for the onset of dynamic recrystallisation were determined experimentally and compared to the modelling. The finite element method (FEM) was applied to calculate the statically recrystallised (SRX) volume fraction of AA5083 after hot rolling by means of a semi-empirical model. To validate the simulation results, both compression tests and hot rolling experiments were performed. The grain structure was analysed by electron backscatter diffraction (EBSD) and light optical microscopy (LOM).