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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Mechanische Charakterisierung von Oberflächen mit sehr hoher lateraler Auflösung

Thursday (19.09.2019)
14:30 - 15:00 Uhr Festsaal
Bestandteil von:


Zur mechanischen Charakterisierung von Oberflächen und Schichten werden viele verschiedene Testmethoden eingesetzt. Unabhängig davon ist es nach wie vor schwierig, eine gute Korrelation zwischen den Ergebnissen von Labortests und dem mechanischen Verhalten von Komponenten in der Anwendung zu erzielen. Ursache dafür sind meist unzureichende Kenntnisse über die tatsächlichen Bedingungen in der Anwendung und der Unterschied zu den Testbedingungen. In realen Anwendungen existiert oft eine Kombination aus senkrechten, lateralen, dynamischen und Torsionsbelastungen und das bei verschiedenen Drücken und Temperaturen.

Die Methode der Nanoindentation nutzt nur senkrechte Kräfte auf die Oberfläche um Härte und Elastizitätsmodul als Haupt-Parameter zu messen. In diesem Beitrag soll erläutert werden, wie auch dynamische und laterale Kräfte in modernen Geräten erzeugt und mit hoher normaler und lateraler Auflösung gemessen und ausgewertet werden können. Insbesondere bei der Ursachenforschung für das Versagen von Bauteilen in tribologischen Anwendungen ist es vorteilhaft, lokale Werkstoffeigenschaften an der Oberfläche genau zu kennen und die Bedingungen in einem einzelnen Rauheitenkontakt zu simulieren. Auch für die Modellbildung und Lebensdauervoraussage ist es erforderlich physikalische Werkstoffkennwerte reproduzierbar zu messen. Härtewerte sind als Eingangsparameter in eine Simulation meist nicht nutzbar. Es wird gezeigt, wie stattdessen auch für harte und spröde Materialien Fließgrenzen gemessen werden können ohne dass Proben dabei zerstört werden müssen.

Weiterhin werden verschiedene Messverfahren vorgestellt, mit denen mechanische Eigenschaften mit einer lokalen Auflösung von wenigen Mikrometern und teilweise darunter, gemessen werden können. In Kombination mit Spannungsrechnungen erlaubt dies ein besseres Verständnis von Versagensmechanismen zu erlangen.

 

Sprecher/Referent:
Dr. Thomas Chudoba
ASMEC Advanced Surface Mechanics GmbH