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

Hochaufgelöste Schädigungsanalyse und Extrusionsbildungskinetik mit der ROCS-Mikroskopie

Donnerstag (19.09.2019)
09:30 - 10:00 Uhr Festsaal

Die Lebensdauer von Werkstoffen bei stetig wachsenden Anforderungen präzise vorherzusagen, erfordert ein tiefergehendes Verständnis der mikrostrukturbedingten Mechanismen. Der Verlauf der Ermüdung in Legierungen lässt sich in verschiedene Stadien unterteilen, die von Bildung von Versetzungsstrukturen im Inneren über Schädigungsakkumulation und Extrusionsbildung an der Oberfläche bis hin zu Rissinitiierung und Risswachstum reicht. Die frühen Stadien der Ermüdung nehmen unter Belastungsszenarien jenseits von HCF (High Cycle Fatigue) den Großteil der Lebensdauer ein. Die ROCS-Mikroskopie (Rotating Coherent Scattering Microscopy) (Jünger et al. 2016), entwickelt für die Betrachtung biologischer Zellen, ermöglicht eine zeitlich und örtlich hochaufgelöste Bildgebung bei atmosphärischen Bedingungen, was in situ Versuche im Rasterelektronenmikroskop unter Vakuum komplementiert. Hierzu wird die Probenoberfläche mit kollimiertem Laserlicht unter einer Vielzahl an azimutalen Winkeln beleuchtet und das von der Oberfläche gestreute Licht aus den unterschiedlichen Winkeln zu einem Bild integriert wird. Die zusätzliche Kombination mit einem Mikroermüdungsaufbau, basierend auf (Straub et al. 2015), die für die Detektion früher Stadien der Ermüdung optimiert wurde, ermöglicht eine in situ Beobachtung der Extrusionsbildung an der Probenoberfläche. Ziel ist eine in situ ROCS-Mikroskopie gestützte Charakterisierung der Extrusionsbildung an drei verschiedenen Anlasszuständen des martensitischen Stahls 50CrMo4, um Rückschlüsse auf deren Bildungskinetik ziehen zu können. Es werden die gewonnenen Erkenntnisse vorgestellt sowie ihr Potential zur Verwendung für die Optimierung und Validierung von Rissinitiierungsmodellen bewertet.

Sprecher/Referent:
Nadira Hadzic
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Weitere Autoren/Referenten:
  • Ali Riza Durmaz
    Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
  • Dr. Felix Jünger
    Department of Microsystems Engineering (IMTEK) Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
  • Dr. Thomas Straub
    Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
  • Prof. Dr. Alexander Rohrbach
    Department of Microsystems Engineering (IMTEK) Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
  • Prof. Dr. Christoph Eberl
    Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM