Untersuchung des Fließverhaltens der Magnesiumknetlegie‐rung AZ31 mit Hilfe von Schichtstauch‐ und ZugversuchenInvestigation of the flow behavior of wrought magnesium alloy AZ31 using layer compression and tensile tests

Abstract

Die Prozessauslegung von Umformprozessen wird durch Simulationssoftware unterstützt. Um realitätsnahe Simulationsergebnisse zu erhalten, müssen die verwendeten Werkstoffmodelle jedoch mit Hilfe einer umfangreichen Werkstoffcharakterisierung aufgebaut werden. Insbesondere Magnesiumknetlegierungen sind hierbei noch nicht ausreichend untersucht. Besonders die Aufnahmen von Fließkurven bis zu höheren Umformgraden stellt eine Herausforderung dar. Dies ist jedoch notwendig, um die charakteristischen Verfestigungs‐ und Entfestigungsvorgänge zu beschreiben, wie sie bei Magnesiumwerkstoffen unter Belastung auftreten. In diesem Beitrag wird hierzu als Lösungsansatz die Ermittlung einer kombinierten temperaturabhängigen Fließkurve aus dem Zug‐ und dem Schichtstauchversuch vorgestellt. Hierfür werden die entsprechenden Werte experimentell aufgenommen, ausgewertet und mit Hilfe eines Arbeitsansatzes verknüpft. Anschließend wird die Anwendbarkeit in einem kommerziellen Finite‐Elemente‐Programm untersucht.

Today design of metal forming processes is often supported by numerical simulation. To obtain realistic simulation results, the used material models need accurate material parameters from the material characterization. Magnesium alloys in particular are not yet sufficiently investigated. Therefore, their material parameters are scarce in literature. Especially determination of flow curves at higher degrees of deformation represents a challenge, but is necessary in order to describe the characteristic hardening and softening, as they occur in magnesium materials at elevated temperature of forming process. In this paper, an approach for the determination of a combined hardening curve from a tensile test and a layer compression test is presented. For this purpose, the corresponding values are recorded experimentally and evaluated based on the principle of the plastic work equivalence.