Influence of thermo-mechanical treatments on the properties of hybrid-reinforced aluminium-matrix composites

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Karl Ulrich Kainer
• Subject Area: Materials Engineering
• Term: from 1999 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5204486

Im Rahmen des beantragten Projektes sollen strukturelle und eigenschaftsrelevante Veränderungen untersucht werden, die sich infolge von thermomechanischer Behandlungen an den Grenzflächen zwischen der metallischen Matrix und den Verstärkungskomponenten verschiedener Fasern und Partikeln verstärkter Aluminium-Hybridverbundwerkstoffe einstellen. Die Form der Verstärkung durch eine Mischung aus Fasern und Partikeln wurde gewählt, da sie ein sehr vielversprechender Verfahrensweg im Hinblick auf technologische und ökonomische Aspekte darstellt, mit dem sich eine Erweiterung der Anwendungen für Aluminiumwerkstoffe im Motorbereich erschließen lassen. Erste Anwendungen finden diese Werkstoffe als lokale Verstärkungen von Zylinderlaufflächen in PKW-Motoren. Bei einer Herstellung und einer thermomechanischen Behandlung, z.B. einer Wärmebehandlung, sind Vorgänge zu erwarten, die in den Verbundwerkstoffen aus einer Diffusion von Legierungselementen in die Bereiche der Grenzflächen bestehen, wo diese zur Bildung von Reaktionsprodukten zwischen Matrix und Verstärkung führen können. Die dadurch mögliche optimierte oder Verschlechterung der Haftung zwischen Fasern bzw. Partikeln und der Matrix könnte eine Veränderung der mechanischen und physikalischen Kennwerte der Werkstoffe bewirken. Andererseits ist davon auszugehen, daß sich infolge dieses Abbindens von Legierungselementen in den Reaktionsprodukten ein deutlich verändertes Ausscheidungsverhalten der Matrixlegierung im Vergleich zu ihrem unverstärkten Zustand einstellt, was wiederum Einfluß auf die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe nehmen kann. Ziel des Projektes ist es, diese Zusammenhänge zwischen den thermisch induzierten Vorgängen in der Mikrostruktur und den makroskopischen Eigenschaften dieser speziellen Hybridverbundwerkstoffe mit Hilfe verschiedener Verfahren und Methoden der Werkstoffprüfung und der Werkstoffanalytik zu erarbeiten, zu korrelieren und umfassend darzustellen.

• DFG Programme: Research Grants