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David Schmid

• 5000er-Aluminiumlegierungen neigen bei der Umformung zur Bildung von Fließfiguren durch den PLC-Effekt. Dadurch sind die Anwendungsmöglichkeiten stark eingeschränkt, weil hohe Ansprüche an die Oberflächenqualität nicht erfüllt werden können. Der PLC-Effekt kann jedoch unter bestimmten Bedingungen unterdrückt werden, so dass das Umformpotential stark vergrößert werden kann. In dieser Arbeit5000er-Aluminiumlegierungen neigen bei der Umformung zur Bildung von Fließfiguren durch den PLC-Effekt. Dadurch sind die Anwendungsmöglichkeiten stark eingeschränkt, weil hohe Ansprüche an die Oberflächenqualität nicht erfüllt werden können. Der PLC-Effekt kann jedoch unter bestimmten Bedingungen unterdrückt werden, so dass das Umformpotential stark vergrößert werden kann. In dieser Arbeit wurden die Einflüsse der Dehnrate und des Dehnungszustandes auf das Auftreten des PLC-Effektes an der Legierung EN AW-5182 experimentell untersucht. Dazu wurden Versuche mit verschiedenen Dehnraten und an unterschiedlichen Probengeometrien durchgeführt. Bei den Flachzugversuchen nahm die kritische Dehnung, die Dehnung ab welcher der PLC-Effekt auftritt, im untersuchten Dehnratenbereich mit zunehmender Dehnrate zu. Ab einer nominellen Dehnrate von 5,2/s, bzw. einer von-Mises-Dehnrate von 3,4/s wurde kein PLC-Effekt mehr beobachtet. Die auftretenden PLC-Band-Typen, deren Form und Bewegung entsprach den Beobachtungen von älteren Untersuchungen ([AHZ02]) an der gleichen Aluminiumlegierung. Nur wurde damals bereits ab einer Dehnrate von 0,1/s kein PLC-Effekt mehr nachgewiesen. Als Hauptursache für diesen Unterschied wird eine andere Messtechnik oder Auswertemethode der älteren Untersuchungen vermutet. An den geprüften Proben mit PLC-Effekt waren mit bloßem Auge keine Fließfiguren zu erkennen. Zu Versuchen am ebenen Dehnungszustand mit Kerbzubproben sind keine Literaturwerte bekannt. Die Versuche zeigen, dass der PLC-Effekt dort auch auftritt und die kritische Dehnung mit zunehmender Dehnrate linear ansteigt. Ab einer von Mises-Dehnrate von 1,7/s wurde kein PLC-Effekt mehr beobachtet. Die auftretenden PLC-Bänder waren feldlinienförmig. Auch an den Scherzugproben trat der PLC-Effekt auf. Die kritische Dehnung nahm überwiegend linear mit zunehmender Dehnrate zu. Doch aufgrund nur kleiner Stufen im Dehnungs-Zeitverlauf war eine präzise Auswertung der kritischen Dehnung nicht möglich. Die PLC-Bänder waren parallel zur Hauptschubrichtung orientiert und bewegten sich nur geringfügig. Die an den Nakajima-Proben beobachteten PLC-Bänder zeigten ein deutlich anderes Verhalten als die der Zugversuche. Es traten immer mehrere PLC-Bänder gleichzeitig auf und ihrer Bewegungen waren geringer als an den Zugversuchen ähnlicher Dehnrate. Dadurch waren an den Nakajima-Proben mit PLC-Effekt mit bloßem Auge merkliche Fließfiguren zu sehen. Als Ursache für das andere Verhalten der PLC-Bänder wird der Reibkontakt zum Ziehstempel vermutet. Der PLC-Effekt nahm mit zunehmender Spannungsmehrachsigkeit stetig ab und war bei Erreichen des äquibiaxialen Spannungszustandes nicht mehr zu beobachten. In der Gesamtauswertung wurde gezeigt, dass das Umformpotential durch den PLC-Effekt stark eingeschränkt wird. Mit zunehmender Dehnrate kann das Umformpotential jedoch vergrößert werden und ab einer von-Mises-Dehnrate von etwa 3/s kann der komplette Umformbereich von EN AW 5182 ausgeschöpft werden. Die Versuchsergebnisse müssen nun noch validiert werden. Durch die anderen Bedingungen in industriellen Umformprozessen, können sich Abweichungen zu den Laborversuchen ergeben. Vor allem die Unterschiede zwischen den Zugversuchen und den Nakajima-Versuchen lassen solche Abweichungen als nicht unwahrscheinlich erscheinen.…