Analyse des Ermüdungsprozesses im Volumen unter VHCF-Bedingungen

Zur Aufklärung der mikrostrukturellen Mechanismen, die unter VHCF-Bedingungen als Funktion der äußeren Belastung, der Probenvorbehandlung und der Gefügestruktur im Volumen und an der Oberfläche von Werkstoffen ablaufen, soll ein Methodenmix zum Einsatz kommen, deren Kernstück die Mikro-Computertomographie ist. Mittels Computertomographie soll die Entwicklung der Schädigung und der Verformung 3-dimensional im Volumen von Grauguss verfolgt werden. Diesem neuartigen Messansatz liegt die Hypothese zu Grunde, dass zum einen der Rissinitiierung eine auf mehreren Hierarchieebenen ablaufende, auf bestimmte Volumenbereiche konzentrierte plastische Verformung vorausgeht und zum anderen bei der Herausbildung dieser Bereiche die lokale Gefügestruktur, d.h. das Vorhandensein von Fremdphasen, Einschlüssen und Lunkern, deren Größe und wechselseitige Anordnung eine entscheidende Rolle spielt. Dazu sind an Grauguss hochfrequente Ermüdungsexperimente unter Einbeziehung weiterer Untersuchungsverfahren (Temperatur- und Dehnungsfeldmessung mit einer Hochgeschwindigkeits-IR- bzw. einer Hochgeschwindigkeits-CMOS-Kamera, REM-basierte Dehnungsfeldmessung, Bruchflächenanalyse) vorgesehen.

3D-Dehnungsverteilung nach zyklischer VHCF-Belastung und Bruch, Vergleich der Dehnungskomponente ε33, ε1 und εqu unterhalb der Bruchfläche.

Projektpartner

  • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. W. Tillmann, Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund

Gefördert durch

Deutsche Forschungsgemeinschaft