Charakterisierung der Schädigungsmechanismen bei mechanischer und thermomechanischer Ermüdung einer hochfesten Titanaluminid-Legierung

• Antragsteller: Dr. Fritz Appel; Professor Dr.-Ing. Hans Jürgen Christ
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 160606515

Titanaluminide sind bei Hochtemperatur-Anwendungen vorwiegend zyklischen Belastungendurch die sich periodisch ändernden mechanischen und thermischen Betriebszuständeausgesetzt. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass durch diese thermomechanischeBeanspruchung sehr schnell Defekte akkumuliert werden, die bei spröden Materialien wieTiAl-Legierungen nach wenigen Zyklen zum Bauteilversagen führen können. PotentiellenSchadensmechanismen sind neben verschiedenen Versetzungsprozessen auch Nicht-Gleichgewichtszustände von Punktdefekten und vor allem die Degradation des Gefüges durchPhasenumwandlungen und Rekristallisation. Eine detaillierte Aufklärung dieser Vorgänge istbisher nicht gelungen und soll deshalb das Hauptanliegen dieses Projekts sein. Vorgesehensind isotherme (LCF) und thermomechanische (TMF) Ermüdungsexperimente, die mit einerumfangreichen Defektanalyse thermodynamische Gleitparameter und hochauflösenderTransmissions-Elektronenmikroskopie (HRTEM) gekoppelt werden. Die Untersuchungenzielen auf die Charakterisierung der oben genannten spannungsinduzierten Defektprozesse inmöglichst atomarem Maßstab und sollen die Grundlage für Modelle bilden, die letztendlich einemechanismenbasierte Simulationsberechnung zur Lebensdauervorhersage ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Michael Oehring; Professor Dr.-Ing. Florian Pyczak