Charakterisierung des sehr frühen und sehr langsamen Ermüdungs-Risswachstums in Al-Legierungen bei sehr niedrigen Beanspruchungen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Angelika Brückner-Foit; Professor Dr.-Ing. Hans Jürgen Christ; Professorin Dr.-Ing. Martina Zimmermann
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256256999

Die gleichermaßen technisch wichtige wie auch wissenschaftlich interessante Frage nach dem Verhalten metallischer Konstruktionswerkstoffe bei zyklischer Belastung mit niedrigen Spannungsamplituden und damit hohen Lastspielzahlen (VHCF) hat in den letzten Jahren zunehmend Forschungsaktivitäten initiiert. Im Zentrum der Betrachtung steht meist die Identifikation der Mechanismen der Rissinitiierung, da die da¬mit verbundene Phase als lebensdauerbestimmend betrachtet wird. Im beantragten Vorhaben soll der Fo¬kus auf das Ausbreitungsverhalten von Rissen bei niedrigen Spannungsamplituden gelegt werden, um der VHCF-Situation von in der Technik häufig auftretenden Proben/Bauteilen mit bereits vorhandenem Riss zu entsprechen. Trotz der formalen Gültigkeit der Beschreibung mittels LEBM sind drastische Abweichungen zu erwarten, die durch eine kleine und durch die Kristallplastizität beeinflusste plastische Zone und deren Wechselwirkung mit mikrostrukturellen Merkmalen hervorgerufen werden. Die Mechanismen und deren Einfluss auf das Ermüdungsrisswachstum sollen im Vorhaben quantitativ erfasst und simuliert werden. Dazu sollen die experimentellen Möglichkeiten und die Expertisen dreier Arbeitsgruppen zur Untersuchung und modellgestützten Beschreibung der langsamen Rissausbreitung zusammengeführt werden. Die Summe der Einzelergebnisse und die Synergie der Zusammenarbeit soll zu einem geschlossenen Bild der für eine aussscheidungshärtende und eine naturharte Aluminiumlegierung (in je zwei mikrostrukturellen Zuständen) relevanten Mechanismen führen, welches eine Übertragung auf die Ingenieurpraxis erlaubt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen