Tieftemperatur-Differenz-Kalorimetrie für Metalle

Im konstruktiven Leichtbau sind Aluminiumlegierungen aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit zentrale Werkstoffe. Der Ersatz von Stahlkomponenten durch Aluminiumlegierungen kann das Gewicht um bis zu 30 % reduzieren.^[2] 
AlMgSi-Legierungen bestehen aus Aluminium mit Magnesium und Silicium als Hauptlegierungselement. Diese Legierungen sind ausscheidungshärtbar und können, etwa nach einem Umformprozess, durch gezielte Wärmebehandlung weiter verfestigt werden.

Tieftempera­tur-Differenzkalorimeter werden üblicherweise zur Analyse niedrigschmelzender Substanzen, wie bei­spielsweise Polymere, verwendet und zeichnen sich im Besonderen durch ihre hohe Wärmestromsensi­bilität aus. Doch sie sind ebenfalls ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung von Phasenumwandlungen in Metallen, einschließlich der Ausscheidungsbildung in AlMgSi-Legierungen. Durch die Analyse des mit diesen Umwandlungen verbundenen Wärmeflusses gewinnen Forschende Einblicke in die mikrostrukturelle Entwicklung und deren Auswirkungen auf die Eigenschaften der Legierung.

In dieser Application Note analysieren und bestimmen wir die Ausscheidungsbildung von AlMgSi-Legierungen mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC). Die verwendete NETZSCH Tieftemperatur-DSC verfügt über einen äußerst präzisen Messsensor (Enthalpiepräzision < 1% für Indium) und ermöglicht - abhängig vom verwendeten Kühlsystem - Messungen bis zu 750 °C (je nach Modell).

[1] Helms, H., & Kräck, J.: Energy savings by light-weighting-2016 Update. Heidelberg: Institute for Energy and Environmental Research 2016

[2] Schlosser, J. et al.: Materials and simulation modelling of a crash-beam performance. A comparison study showing the potential for weight saving using warm-formed ultra-high strength aluminium alloys. In: Journal of Physics: Conference Series (2017), S. 896