Characterization of temperature-dependent tension-compression asymmetry for high-strength aluminium alloys

Abstract

In the course of lightweight construction, modern materials with high strength and low density are essential. High-strength aluminium alloys such as 7000 series aluminium alloys meet these requirements but are only limited formable at room temperature. Thus, different heat assisted sheet metal forming processes are used to increase the formability. First investigations on the highstrength aluminium alloy AA7075 show a temperature-dependent and tensilecompressive asymmetric material behaviour. Since both tensile and compressive forces occur in sheet metal forming processes, an understanding of temperaturedependent tension-compression asymmetry is vital to set up material models for process design. Until now, the tension-compression asymmetry has barely been investigated for high-strength aluminium alloys at different temperatures. Therefore, further experimental studies are necessary. Within this contribution, the material behaviour of AA7020-T6 and AA7075-T6 is hence examined under uniaxial tensile and compressive load at different temperatures. For this purpose, both tensile and compressive tests are carried out on flat specimens between room temperature and 200 °C.

Abstract

Im Zuge des Leichtbaus sind moderne Werkstoffe mit hoher Festigkeit und geringer Dichte unverzichtbar. Hoherfeste Aluminiumlegierungen der 7000er Serie erfullen diese Anforderungen, sind jedoch bei Raumtemperatur nur begrenzt umformbar. Deshalb werden verschiedene warmeunterstutzte Blechum- formprozesse eingesetzt, um die Umformbarkeit zu erhohen. Erste Untersuchungen an der hoherfesten Aluminiumlegierung AA7075 zeigen ein temperaturabhangiges und zug-druck-asymmetrisches Materialverhalten. Da bei Blechumformprozessen sowohl Zug- als auch Druckkrafte auftreten, ist ein Verstandnis der temperaturabhangigen Zug-Druck-Asymmetrie unerlasslich, um Werkstoffmodelle fur die Prozessauslegung aufzustellen. Die Zug-Druck-Asymmetrie wurde bisher fur hochfeste Aluminiumlegierungen bei unterschiedlichen Temperaturen unzureichend erfasst. Deshalb sind weitere experimentelle Untersuchungen erforderlich. In diesem Beitrag wird das Materialverhalten von AA7020-T6 und AA7075-T6 daher unter einachsiger Zug- und Druckbelastung bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht. Zu diesem Zweck werden sowohl Zugals auch Druckversuche an flachen Proben zwischen Raumtemperatur und 200 °C durchgefuhrt