Assessment and modelling of anisotropic 1000°C creep deformation of single crystal super alloys

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Gunther Eggeler
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2002 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5387057

In dem hier vorgeschlagenen Projekt arbeiten ein Werkstoffwissenschaftler und eine numerische Mechanikerin zusammen, um zu einem Fortschritt im Bereich Werkstoffmechanik einkristalliner Superlegierungen beizutragen. Untersucht wird das Kriechverhalten einer einkristallinen Superlegierung (z. B. CMSX-4) bei Temperaturen oberhalb von 1000°C mit neuen Probengeometrien (Minikriechproben, Doppelscherkriechproben und Proben mit Rundkerben). Dabei wird neben der Ermittlung der mechanischen Daten die Entwicklung der Mikrostruktur (Verformungs- und Schädigungsmechanismen) genau betrachtet; hierfür kommen alle mikroskopischen Methoden zum Einsatz, insbesondere auch die Durchstrahlungselektronenmikroskopie. Außerdem wird ein werkstoffmechanisches kristallographisches Modell erarbeitet, das für Finite-Elemente-Berechnungen von kriechbelasteten Komponenten geeignet ist; dabei wird besonders auf eine effektive numerische Implementierung geachtet. Für Fortschritte im Bereich der Hochtemperaturfestigkeit einkristalliner Superlegierungen müssen die drei Bereiche (i) mechanische Prüfung, (ii) mikrostrukturelle Charakterisierung / mikromechanische Modellierung und (iii) numerische Mechanik enger zusammengebracht werden, als das üblicherweise gelingt. Ein solcher interdisziplinärer Ansatz liegt dem hier vorgeschlagenen Forschungsprojekt zugrunde. Das Gesamtprojekt besteht aus zwei Teilprojekten, die sehr eng zusammenarbeiten, um sowohl aktuelle werkstoffwissenschaftliche als auch moderne mechanische Fragestellungen bestmöglich zu beantworten.

• DFG Programme: Research Grants