Für geschmiedete Bauteile für Baumaschinen aus Magnesiumlegierungen kann die geeignete Wärmebehandlung einen signifikanten Einfluss auf ihre mechanischen Eigenschaften, Struktur und Korrosionsbeständigkeit haben. Im Folgenden werden die üblicherweise verwendeten Wärmebehandlungsverfahren und ihre Auswirkungen beschrieben:
- Lösungsglühen (Solution Treatment): Beim Lösungsglühen wird die Legierung durch erhitzt, um eine gleichmäßige Verteilung der Festphasen zu erreichen. Bei geschmiedeten Bauteilen für Baumaschinen aus Magnesiumlegierungen erfolgt das Lösungsglühen in der Regel bei erhöhten Temperaturen zwischen 480-500 °C. Das Lösungsglühen ermöglicht das Auflösen der gelösten Elemente in der Legierung und die Bildung einer homogenen Lösungsstruktur. Dadurch werden die Plastizität, Zähigkeit und Verformbarkeit des Materials verbessert.
- Luftabschreckung (Air Quenching): Nach dem Lösungsglühen erfolgt eine schnelle Abkühlung durch Luftabschreckung, um die Gleichmäßigkeit der Legierungsstruktur zu gewährleisten. Durch die Luftabschreckung werden die entstehenden dispers verteilten Phasen weiter verfeinert und die Struktur stabilisiert, was zu einer Steigerung von Festigkeit und Härte führt.
- Wiederanlassen (Aging Treatment): Das Wiederanlassen erfolgt nach dem Lösungsglühen durch eine sequenzielle Reaktion bei niedrigeren Temperaturen, um die Struktur weiter zu verfeinern und zu stabilisieren. In der Regel wird eine Zweistufen-Anlassbehandlung angewendet, wobei der erste Schritt bei mittleren Temperaturen erfolgt, um feine Phasen mit hoher Festigkeit auszuscheiden. Im zweiten Schritt wird bei niedrigen Temperaturen ein Endanlassen durchgeführt, um das Kornwachstum der Phasenpartikel fortzusetzen und Festigkeit und Härte weiter zu erhöhen. Das Wiederanlassen ermöglicht auch die Einstellung der Plastizität und Zähigkeit des Materials sowie eine Verbesserung der Ermüdungs- und Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit.
Durch die oben genannten Wärmebehandlungsverfahren können geschmiedete Bauteile für Baumaschinen aus Magnesiumlegierungen folgende Effekte erzielen:
- Steigerung von Festigkeit und Härte: Durch geeignetes Lösungsglühen und Wiederanlassen können die Phasenpartikel in der Legierung verfeinert und gleichmäßig verteilt werden. Dies führt zu einer Erhöhung von Festigkeit und Härte durch Kornverfestigung und Festigkeitssteigerung in der Lösungsstruktur.
- Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit: Das Lösungsglühen und die Luftabschreckung reduzieren Defekte und Verunreinigungen auf der Oberfläche von Magnesiumlegierungen und verbessern dadurch die Korrosionsbeständigkeit.
- Anpassung von Plastizität und Zähigkeit: Das Wiederanlassen ermöglicht die Einstellung der Plastizität und Zähigkeit des Materials, um ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Verformbarkeit zu erreichen.
- Verbesserung der Ermüdungs- und Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit: Durch geeignetes Wiederanlassen kann die Struktur optimiert werden, um die Ermüdungs- und Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit des Materials zu verbessern.
Es ist zu beachten, dass jeder Typ von Magnesiumlegierung spezifische Parameter und Zeit-Temperatur-Kurven für die Wärmebehandlung aufweist. Die genaue Wärmebehandlung sollte entsprechend dem Materialtyp und den Anforderungen ausgewählt und festgelegt werden. Darüber hinaus müssen Faktoren wie Abkühlgeschwindigkeit, Temperaturkontrolle und Haltezeit während des Wärmebehandlungsprozesses streng kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass die erreichte Materialstruktur und -eigenschaften den gestellten Designanforderungen entsprechen.
