Daten- und modellgetriebene Quantifizierung des Zusammenwirkens der Defektverteilung, Atmosphäre und Beanspruchungsparameter während der HCF/VHCF-Schädigungsentwicklung von aushärtbaren Al-Si-Gusslegierungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Andreas Bührig-Polaczek; Professor Dr.-Ing. Ulrich Krupp; Professor Dr.-Ing. Frank Walther
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496240495

Bei aushärtbaren Al-Si-Gusslegierungen handelt es sich um Werkstoffe mit einer intrinsisch hohen Ermüdungsfestigkeit, die jedoch durch gießbedingte Defekte (Poren, Ausscheidungen), Mikrostrukturinhomogenitäten (Variation DAS, Siliziumausprägung) und Umgebungseffekte (Luftfeuchtigkeit, Beanspruchungsfrequenz) nur mit erheblichen und pauschalen Einschränkungen in die Bauteilbemessung einfließen kann. Im Rahmen des beantragten Vorhabens sollen die bereits im Vorläuferprojekt identifizierten Effekte quantitativ auch in ihrem Zusammenwirken erfasst und in ein Lebensdauermodell implementiert werden. Durch Einbeziehung von Deep-Learning in Kombination mit der prozessbedingten Kontrolle der Defekte können diese ortsaufgelöst in die Bauteildimensionierung einfließen, so dass das erhebliche, heute noch weitgehend ungenutztes Festigkeitspotential dieser Legierungen für anspruchsvolle Leichtbauanwendungen ausgeschöpft werden kann. Durch eine Kombination von (i) integralem und lokal aufgelöstem zerstörungsfreiem Schädigungsmonitoring (in-situ) während der Ermüdung (ii) unter verschiedenen Beanspruchungsbedingungen mit (iii) einer gezielten Variation der Aluminiumguss-Mikrostrukturen können die Schädigungsmechanismen in die weitere Entwicklung und Anpassung von Modellierungsansätzen zur mechanismenorientierten Ermüdungslebensdauer¬vorhersage und das beanspruchungsgerechte Legierungsdesign einfließen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen