Hybride Behandlung und natürliches Alterungsverhalten von hochaltem eutektischem Stahlpulver-verstärkten Al 7075 Matrixverbundwerkstoffen

Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf das natürliche Alterungsphänomen einer eutektischen Stahlpulver-(0,8 Gew.-%) verstärkten Al-Zn-Mg (Al 7075) Legierung, die einer hybriden Wärmebehandlung unterzogen wurde. Die hybride Behandlung umfasst die Alterungsbehandlung einer Matrix und die konventionelle Behandlung einer Stahlverstärkung in einem einzigen Durchgang auf dem gegossenen Verbundwerkstoff. Dieses Material findet Anwendung im Raumfahrt- und Transportwesen. Die hybride Behandlung besteht aus einem konventionellen Wärmebehandlungszyklus, um Perlit-, Bainit- und Martensitphasen im Stahlpulver zu erhalten, gefolgt von einer Altershärtungsbehandlung für die Al 7075 Matrix. Diese hybride Wärmebehandlung führte zu Verbesserungen der Härte und Festigkeit gegenüber der konventionellen Alterungsbehandlung. Die hochaltem hybriden Proben wurden 25 Wochen lang in einer offenen Atmosphäre natürlichem Altern ausgesetzt, um die Stabilität der Eigenschaften nach dem Peak-Aging zu untersuchen. Tests der mechanischen Eigenschaften wie Härte und Zugfestigkeit sowie eine Mikrostruktur-Analyse wurden durchgeführt. Während des natürlichen Alterns nimmt die Härte der Verbundwerkstoffe unabhängig von der Menge der Verstärkung in den Verbundwerkstoffen und der Art der Veränderung der Verstärkungsphase während der hybriden Wärmebehandlung ab. Zudem zeigen die Verbundwerkstoffe, die einer hybriden Wärmebehandlung unterzogen wurden, eine bessere Resistenz gegenüber natürlichem Altern im Vergleich zu konventionell gealterten Proben. Innerhalb der Gruppe zeigte der hybridbehandelte Martensit, der in einem Verbund mit 6 Gew.-% Verstärkung gebildet wurde, während des natürlichen Alterns nur eine 4%ige Verringerung der Härte, was auf ein angemessenes Maß an Widerstand gegen natürliches Altern hindeutet.