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Vortrag

Risswachstumsverhalten von Aluminiumknetlegierungen unter zyklischer Beanspruchung im Bereich Very High Cycle Fatigue

Freitag (29.09.2017)
09:30 - 10:00 Uhr Petersburg
Bestandteil von:


Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass die Rissinitiierung für die Aluminiumknetlegierungen EN-AW 6082 und 5083 im Bereich “Very High Cycle Fatigue” (VHCF) unterhalb der Materialoberfläche erfolgt. Das Langrisswachstum im Materialinneren ist derzeitig noch nicht vollständig erforscht und ein Teil der Forschungsarbeit. Um das Risswachstum bei sehr niedrigen Spannungsamplituden untersuchen zu können, werden Ultraschallprüfexperimente unter Vakuumbedingung durchgeführt. Hierfür ermöglichen eine spezielle Vakuum-Probenkammer für das Ultraschallprüfsystem sowie die Fernfeldmikroskopie die Erfassung des Langrisswachstums bei einer Resonanzfrequenz von etwa 20 kHz. Darüber hinaus erlaubt ein speziell für das Rasterelektronenmikroskop (REM) entwickeltes Miniaturprüfsystem eine in-situ Beobachtung sowie Charakterisierung der Schädigung sowohl unter Vakuumbedingung des REM’s als auch ex-situ an Luft. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass das VHCF-Langrisswachstum im Vakuum stark mikrostrukturell beeinflusst wird und sich damit vom bisher bekannten Langrisswachstum unterscheidet. Im Risspfad sind mehrere Abschnitte zu erkennen, die auf Stadium-I Risswachstum hindeuten. Auftretende Schwankungen in den Risswachstumskurven sind hierbei auf Korngrenzen als mikrostrukturelle Barrieren zurückzuführen. Die Stärke der Barriere gegen Rissausbreitung hängt hierbei sowohl vom Schmid-Faktor des angrenzenden Korns als auch von der Misorientierung und dem Verdrehwinkel der beteiligten Körner ab. Die verbleibende plastische Verformung vor der Rissspitze wird mit Hilfe der Electron Backscatter Diffraction-Methode im lastfreien Zustand detektiert. Zudem wird als ein weiteres Werkzeug die digitale Bildkorrelation zur Detektion der plastischen Zone vor der Rissspitze herangezogen. Lokale Versetzungsstrukturen sowie die Versetzungsdichte werden mit der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) analysiert. Hierfür wird die Focused-Ion-Beam Technologie herangezogen, die eine zielgenaue TEM-Lamellen Präparation aus der plastischen Zone vor der Rissspitze ermöglicht.

Sprecher/Referent:
Fatih Bülbül
Universität Siegen
Weitere Autoren/Referenten:
  • Tina Kirsten
    Technische Universität Dresden
  • Marcel Wicke
    Universität Kassel
  • Prof. Dr. Martina Zimmermann
    Technische Universität Dresden
  • Prof. Dr. Angelika Brückner-Foit
    Universität Kassel
  • Prof. Dr. Hans-Jürgen Christ
    Universität Siegen