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Friction stir welding enables joining of high‐strength, lightweight aluminum alloys, e.g., EN‐AW‐7075, below the melting point by induced plastic deformation. Therefore, heat transfer into the adjacent regions beneath the weld seam is significantly reduced as compared to fusion welding processes such as laser beam welding. However, specific zones along the weld seam area are susceptible to localized corrosion due to grain growth and the precipitation of intermetallic phases. Thus, several approaches toward lowering the corrosion susceptibility of the heat‐affected zone are presented. Special interest is given to increasing the plastic deformation by the use of novel multipin welding tools that eventually facilitate reduced heat input during welding as a result of substantially lower tool revolutions. The corrosion behavior is tested by means of full material immersion tests and electrochemical measurements which provide insight into the corrosion kinetics. Using pre‐ and postmortem microstructural analysis, the mechanisms influencing the initiation of corrosion can be identified. Supported by in‐operando temperature measurements, the varied welding parameters and their interrelationships to corrosion resistance can be derived. Furthermore, recommendations on optimal welding parameters to obtain enhanced corrosion resistance can be deduced.

Das Ermüdungsverhalten von Schraubenverbindungen ist infolge der hohen Kerbwirkung für viele Anwendungen versagenskritisch. Die Lebensdauer wird signifikant durch das Oberflächensystem, bestehend aus Korrosionsschutz und Schmierstoff beeinflusst. Für die Berücksichtigung des Oberflächeneinflusses in der Auslegung von Schraubenverbindungen werden in diesem Artikel systematisch experimentelle Untersuchungen für einen ausgewählten Basecoat und verschiedene Schmierstoffsysteme vorgestellt. Die Grundlage bilden Ermüdungsversuche an Schraubenverbindungen, unterstützt durch ausgewählte Methoden der Werkstoffanalytik zur fraktografischen Bewertung der Bruchflächen. Für die Bewertung der Schädigungsentwicklung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das eine reproduzierbare Identifikation des Anrisszeitpunktes und eine Bewertung der Rissfortschrittsphase ermöglicht.

In present work, the monotonic and cyclic properties of a novel Al‐Mg‐Zn‐Cu‐Si compositionally complex alloy (CCA) are investigated. Microstructural studies reveal that a eutectic phase and fishbone‐type structures are embedded in the Al‐matrix. The mechanical properties of this CCA obtained under compressive loading are found to be promising. However, low ultimate strength and brittle behavior are seen under tension. The fatigue performance of the alloy in the low‐cycle fatigue (LCF) regime is poor. Microstructural features and fracture surface analysis point to the fact that the presence of brittle intermetallic phases and shrinkage defects are responsible for the poor tensile properties and inferior LCF behavior. Homogenization at 460 and 465 °C for 3 h, 6 h, and 24 h results in spheroidization of all coarse precipitates. However, the heat treatment used is unsuitable to enhance the mechanical properties of this CCA.

Precise determination of the remaining service life of technical components requires sufficient knowledge of fatigue crack growth behaviour and the growth rate of defects. Cracks in real components often experience multiaxial far field stresses due to their complex geometry and composite loadings acting on it. Digital image correlation (DIC) is well established for crack length and displacement measurements, but it usually requires sample preparation with speckle paint and interferes with mechanical extensometers. To overcome these limitations, we use a novel 2D DIC system combining a graphics processing unit (GPU) with a CoaXPress 2.0 camera, acquiring up to 3 GB/s of image data. It enables real‐time evaluation of both integral strain like an extensometer and full‐field DIC on images selected automatically in real‐time. This combination enables the use of one single sensor for strain‐controlled testing and fatigue crack growth characterisation. The full‐field displacement is compared to a finite‐element model (FEM) simulating the actual crack contour measured by the DIC system. The results show that high‐performance DIC has the potential to simultaneously simplify crack‐growth experiments and provide comprehensive fracture mechanical information.

Im Fokus des Leichtbaus stellt die Bewertung der Flächenpressung in druckbeanspruchten Kontaktflächen von Schraubenverbindungen eine Herausforderung an den Konstrukteur dar, um das Werkstoffpotential des Bauteils für eine Gewichtsreduktion optimal auszunutzen. Wirkt neben den in der Regel bei der Montage vorherrschenden Raumtemperaturverhältnissen im Betrieb zusätzlich eine thermische Beanspruchung auf die Komponenten, ist von einer veränderten Druckbeanspruchbarkeit der geklemmten Bauteile auszugehen. Im Gegensatz zur Zugbeanspruchbarkeit liegen nur begrenzt Kennwerte für die Druckbeanspruchbarkeit bei erhöhter Temperatur vor. Zudem werden Werte vorranging an Vollzylinderproben, nicht an Proben mit einem Durchgangsloch und somit nicht an bauteilrelevanter Struktur einer Schraubenverbindung ermittelt. Dies führt in der Folge zur Verwendung von konservativen Richtwerten oder ungenauen Annahmen. In diesem Beitrag wird eine Erweiterung der beiden Prüfmethoden zur Ermittlung der Grenzflächenpressung bis 300 °C vorgestellt, welche in der Richtlinie 2230 Blatt 1, Ausgabe November 2015 des Vereins Deutscher Ingenieure e. V. (VDI) referenziert sind. Es sind Ergebnisse für zwei Stahl- und einen Aluminiumwerkstoff in Abhängigkeit der Prüftemperatur dargestellt. Des Weiteren werden Untersuchungen mit unterschiedlichen Prüfgeschwindigkeiten bei kontinuierlicher Versuchsführung sowie Prüfungen zur Untersuchung des Werkstoffverhaltens im diskontinuierlichen Druckversuch mit Haltezeiten bei erhöhter Temperatur vorgestellt.

Cold extruded components are characterized by residual stresses, which originate from the experienced manufacturing process. For industrial applications, reproducibility and homogeneity of the final components are key aspects for an optimized quality control. Although striving to obtain identical deformation and surface conditions, fluctuation in the manufacturing parameters and contact shear conditions during the forming process may lead to variations of the spatial residual stress distribution in the final product. This could lead to a dependency of the residual stress measurement results on the relative axial and circumferential position on the sample. An attempt to examine this problem is made by the employment of design of experiments (DoE) methods. A statistical analysis of the residual stress results generated through X-Ray diffraction is performed. Additionally, the ability of cold extrusion processes to generate uniform stress states is analyzed on specimens of austenitic stainless steel 1.4404 and possible correlations with the pre-deformed condition are statistically examined. Moreover, the influence of the coating, consisting of oxalate and a MoS₂ based lubricant, on the X-Ray diffraction measurements of the surface is investigated.