Mikrostrukturelle Aspekte der Bildung und des Wachstums kurzer Risse im Al(6061)/Al2O3-Verbundwerkstoff unter LCF-Beanspruchung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Ewa Anna Soppa; Professor Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244527713

Ermüdungsrisse entstehen im Verbundwerkstoff Al(6061)/Al2O3-T6 unter LCF-Beanspruchung als transkristalline Risse in Verbindung mit Extrusionen und Intrusionen. Ständig werden neue Risse initiiert, die Rissfelder bilden und sich unter Wechselwirkung mit der Mikrostruktur ausbreiten. Das Ziel dieses Projektes liegt in der Erforschung der mikrostrukturellen Aspekte der Bildung und des Wachstums kurzer Ermüdungsrisse in dem partikelverstärkten Al(6061)/Al2O3-T6-Verbundwerkstoff. Die Kornorientierungen und insbesondere die Verteilung der Verstärkungsphase in der duktilen Matrixphase beeinflussen die Ausbildung von Verformungsmustern, in denen die Ermüdungsrisse als transkristalline Risse entstehen und sich dort ausbreiten. Es ist geplant, die experimentellen Methoden (LCF, REM, EBSD, digitale Korrelation von REM-Bildern und Tomogrammen (DIC) zur Verformungsmessung) mit FE-Simulationen zu verknüpfen. Auf der Basis der experimentellen Daten werden zwei- und dreidimensionale Mikrostrukturmodelle aufgebaut und der Rissverlauf unter zyklischer Belastung simuliert. Die Rissausbreitung und die plastische Zone um die Rissspitze(n) in unterschiedlichen Stadien der Lebensdauer werden experimentell erfasst und mit Simulationsergebnissen verglichen. Mit dieser Verfahrenskombination und den mikrostrukturellen Hintergrundinformationen besteht die Möglichkeit die Propagationskinetik kurzer Ermüdungsrisse in einem Zweiphasenwerkstoff besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen