Untersuchung der Rolle verschiedener Korngrenzen in Bezug auf Plastizität und dynamische Rekristallisation von Mg

• Antragsteller: Dr.-Ing. Talal Al-Samman, seit 12/2021
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 275208880

Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist die systematische Untersuchung des Einflusses verschiedener Korngrenzen und Korngrenzentripellinien auf die Plastizität und dynamische Rekristallisation von Magnesium, der zugrundeliegenden Mechanismen der Verformung und Mikrostrukturentwicklung in Anwesenheit von bestimmten Korngrenzen, ihren Abhängigkeit von Korngrenzenkristallographie, Topologie und Thermodynamik des Netzwerkes von Korngrenzen sowie Korngrenzensegregation von Fremdatomen. Für die Untersuchungen werden Bi-, Tri- und Oligokristallen aus Mg und Mg-Legierungen verwendet, welche mittels neu entwickelter Technik im neu gebauten Hochfrequenz-Induktionsofen gezüchtet werden. Neben den Stauchversuchen werden mit Hilfe des im Rasterelektronenmikroskop (REM) integrierten Prüfmoduls in-situ Verformungsversuche durchgeführt. Weiterhin wird in speziell entwickelten Einrichtungen die mechanisch induzierte und mit Scherung gekoppelte Bewegung verschiedener Korngrenzen in Bikristallen gemessen und sorgfältig charakterisiert werden. Letztlich soll die Technik der Nanoindentierung angewendet werden, um das plastische Verhalten des Materials in korngrenzennahen Bereichen zu untersuchen. Die aus den geplanten Untersuchungen zu erwartenden Erkenntnisse über die Mechanismen der durch die Korngrenzen kontrollierte Mikrostrukturentwicklung während der Verformung und dynamischen Rekristallisation sollen einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Rolle von Korngrenzen bei der Verformung von Magnesium und Magne¬siumlegierungen leisten.Das vorgeschlagene Forschungsprogramm besteht aus fünf Teilen. Im ersten Teil sollen weitere speziell gezüchtete Bi-, Tri- und Oligokristalle unter ebener Formänderung gestaucht und anschließend untersucht werden, um ein umfassenderes Bild vom Einfluss unterschied-licher Korngrenzen auf die Plastizität und Rekristallisation zu erstellen. Im zweiten Teil ist geplant, die in-situ Untersuchungen der mechanischen Zwillingbildung an den Korngrenzen, der Entstehung neuer Körner in den frühen Stadien der Rekristallisation sowie der Wechsel-wirkung zwischen gleitenden Versetzungen und Korn- bzw. Zwillingsgrenzen durchzuführen. Der dritte Teil umfasst die Untersuchungen des Verformungs- und Rekristallisationverhaltens in Bikristallen auf Mg-Gd und Mg-Zn Legierungen. Des Weiteren soll im vierten Teil die mechanisch induzierte und mit plastischer Verformung gekoppelte Bewegung verschiedener Korngrenzen gemessen und analysiert werden. Schließlich wird in dem fünften Teil des Programms das Verformungsverhalten in korngrenzennahen Bereichen mittels Nanoindentierung in Abhängigkeit vom Korngrenzencharakter untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Dmitri A. Molodov, bis 11/2021