Mikrostrukturelle Ermüdungsprozesse und Lebensdauer dauerschwingbeanspruchter ultrafeinkörniger metallischer Werkstoffe

• Antragsteller: Professor Dr. Hael Mughrabi
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5325928

Im beantragten Vorhaben sollen die Ermüdungsmechanismen ausgewählter ultrafeinkörniger metallischer, sogenannter UFG-Werkstoffe (UFG: ultrafine grain) im Hinblick auf die, die Lebensdauer bestimmenden mikrostrukturellen Prozesse untersucht werden. Bei den UFG-Werkstoffen handelt es sich um neue Werkstoffe mit Korngrößen von ca. 100-300 nm mit extrem hoher Festigkeit und daher mit hohem Anwendungspotential. Das Dauerschwingverhalten dieser Werkstoffe wurde bislang nur spärlich untersucht. Ein besonderes Problem liegt in einer oftmals früh auftretenden Schädigung des metastabilen Gefüges durch "dynamische" Kornvergröberung in Verbindung mit ausgedehnten makroskopischen Scherbändern und einer selbst bei sehr niedrigen homologen Temperaturen (ca. 0,2 Ts.Ts: Schmelztemperatur) markanten zyklischen Entfestigung. Aufgrund eigener Vorarbeiten lassen sich einige Kriterien bezüglich der Werkstoffauswahl und der Gefügeeinstellung zur Steigerung der Lebensdauer in dehnungs- und spannungsgeregelten Versuchen formulieren. Darauf aufbauend, sollen ausgewählte UFG-Werkstoffe, die als aussichtsreiche Kandidaten angesehen werden, systematisch, insbesondere auch bei verschiedenen Temperaturen (-50°C bis ca. 200°C), untersucht, die mikrostrukturellen Schädigungsmechanismen charakterisiert und im Hinblick auf die Ermüdungslebensdauer modelliert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1036: Mechanismenorientierte Lebensdauervorhersage für zyklisch beanspruchte metallische Werkstoffe
• Beteiligte Person: Privatdozent Dr.-Ing. Heinz-Werner Höppel