Röntgengoniometer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
- Texturmessungen im Rahmen des Projektes Suprametall. In diesem Projekt sollen supraleitende Bänder auf texturierten Metallsubstraten bis zur Marktreifen entwickelt werden. Die optimalen Prozessparameter, die zu einer möglichst scharfen Textur führen, können mit Hilfe des Flächendetektors sehr exakt und mit kurzer Messzeit bestimmt werden. Zusätzlich werden die Messungen mit Simulationen der Texturentwicklung durch Walzumformung, Rekristallisation und Kornwachstum ergänzt. - In Kooperation mit der TU Bergakademie Freiberg wird eine Verbesserung des Messverfahrens speziell für sehr scharfe Texturen erarbeitet. Hierbei wird auf Daten einer Polfigurmessung mit einem sehr groben Raster ein mathematischer Algorithmus angewandt und daraus ein verfeinertes Messraster bestimmt, das es erlaubt, die wesentlichen Pole extrem fein abzurastern. Durch mehrere Verfeinerungsschritte wird so eine schnellere und sehr genaue Messung möglich. - Für die von der DFG geförderte Untersuchung der spannungsgetriebenen Bewegung von Korngrenzen konnten mittels des eigens dafür eigens entwickelten heizbaren Verformungsmoduls insitu Messungen durchgeführt werden. Entgegen der theoretischen Erwartung konnte eine Bewegung von asymmetrischen Kippkorngrenzen beobachtet werden. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass die spannungsgetriebene Korngrenzenbewegung thermisch aktiviert ist. Die entsprechenden kinetischen Parameter wurden bestimmt, und es wurde im Widerspruch zur Theorie festgestellt, dass ∑ 7 CSL Korngrenzen bei der Bewegung praktisch keine Scherung verursachen. - Zur Bestimmung der thermodynamischen und strukturellen Eigenschaften von symmetrischen und asymmetrischen Kippkorngrenzen in AI werden in-situ Messungen bei hohen Temperaturen im REM durchgeführt. Hierzu werden hochreine Bikristalle gezüchtet, und die Korngrenzenenergie wird in Abhängigkeit von der Desorientierung und der Inklination gemessen. Um das Verständnis für diese Abhängigkeiten zu verbessern, werden parallel hierzu Computersimulationen durchgeführt. - Ein DFG gefördertes Projekt hatte die Untersuchung der Variantenselektion bei der a-γ-a Phasenumwandlung in Stahl mittels in-situ EBSD im hochauflösenden Rasterelektronenmikroskopie zum Gegenstand. Mittels hochauflösender Makrotexturmessung konnte eine reproduzierbare Nichtgleichverteilung der kristallographisch äquivalenten Transformationsvarianten eindeutig nachgewiesen werden. Durch Mikrotexturmessung und Orientierungsmikroskopie bei hohen Temperaturen konnten die Mechanismen dieser Variantenselektion identifiziert werden, nämlich die bevorzugte Keimbildung an Tripelpunkten mit {110} Korngrenzen, d.h. mit sogenannten Kurdjumov- Sachs-Grenzflächen. Aus diesem Ergebnis lassen sich Verfahrensschritte zur Texturoptimierung bei der Phasenumwandlung herleiten. - Das größte Problem bei der Modellierung und Computersimulation von Rekristallisationsvorgängen ist die Rekristallisationskeimbildung, sowohl hinsichtlich Kinetik als auch bezüglich der kristallographischen Textur. Besonders die prägnante Ausbildung der Würfellage in gewalzten und wärmebehandelten Aluminiumlegierungen verursacht erhebliche Probleme bei der Weiterverarbeitung. Im DFG geförderten Projekt zum Thema 'Modellierung der Rekristallisationstextur: Quantifizierung der Keimbildung in Würfelbändern in AI- und Ni-Legierungen', wird diese Fragestellung behandelt. Mit Hilfe von in-situ Orientierungsmikroskopie bei hohen Temperaturen kann die Keimbildung sowohl hinsichtlich Keimort als auch bezüglich Keimorientierung direkt abgebildet werden. Auf diese Weise wurde die Häufigkeit des Auftretens von Würfelbändern und ihre Änderung entlang der Prozesskette, die Anzahl von Rekristallisationskeimen in Würfelbändern und die Entstehung und Frequenz von Würfelkeimen außerhalb von Würfelbändern an einer AI-Legierung quantifiziert. Mit dieser Information kann die Keimbildung formuliert werden und in eine Computersimulation der Rekristallisation eingespeist werden. Ein Vergleich der Simulation mit hochaufgelösten Makrotexturmessungen zeigt eine erheblich verbesserte Texturprognose. -Auftragsmessungen für diverse Institute der RWTH und Industriepartner. Z. B. Bestimmung von Restaustenitgehalt, Eigenspannungsmessung, Phasenanalysen und Texturmessung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Mechanically Driven Migration of <100> Tilt Grain Boundaries in Al-Bicrystals. Mat Sci Forum, 558-559 (2007), 927-932
D. A. Molodov, T. Gorkaya, G. Gottstein
- Inclination dependence of grain boundary energy and its impact on the faceting and kinetics of tilt grain boundaries in aluminium. Acta Materialia, 56 (2008), pp. 4998-5011
D. M. Kirch, E. Jannot, L. A. Barrales-Mora, D. A. Molodov, G. Gottstein
- Laser powered heating stage in a scanning electron microscope for microstructural investigations at elevated temperatures. Review Scientific Instruments, 79 (2008), 043902
D. M. Kirch, A. Ziemons, T. Burlet, I. Lischewski, X. Molodova, D. A. Molodov, G. Gottstein
- Mechanically driven migration of symmetrical <100> tilt grain boundaries in Al bicrystals. Acta Mater. 57 (2009), 5396-5405
T. Gorkaya, D. A. Molodov, G. Gottstein
- Experimental method for true in-situ measurements of shear coupled grain boundary migration. Scripta Mater. 63 (2010), 633-636
T. Gorkaya, D. A. Molodov, G. Gottstein
- Dynamics of grain boundaries under applied mechanical stress. J. Mater. Science 46 (2011), 4318–4326
D. A. Molodov, T. Gorkaya, G. Gottstein
- Nucleation and variant selection during the alpha-gamma-alpha phase transformation in microalloyed steel. Acta materialia [1359-6454] Jg:2011 Vol:59 Nr:4 Pg:1530-1541
Lischewski I., Gottstein G.
