Bruchverhalten von ultrafeinkörnigen Werkstoffen bei statischer und zyklischer Beanspruchung

An der warmaushärtenden Aluminiumlegierung EN AW‐6060 wurden Untersuchungen zum Rissfortschritt und zur Ermüdung nach hochgradig plastischer Verformung durch ECAP (Equal‐Channel Angular Pressing) durchgeführt. Es wurden Zustände in unterschiedlichen Stadien der Mikrostrukturfeinung und Verformungsverfestigung untersucht: ein bimodaler Zustand nach zwei sowie ein homogen ultrafeinkörniger Zustand nach acht ECAP‐Umformschritten. Zudem wurden zwei optimierte Zustände mit verbesserter Duktilität, eingestellt durch eine Kombination aus ECAP mit einer nachfolgenden kurzen Auslagerungsbehandlung, in die Untersuchungen einbezogen. Rissfortschrittsversuche im Schwellwertbereich und dem stabilen Rissfortschrittsbereich bei Lastverhältnissen von R = 0,1 bis 0,7 ergaben für die optimierten Zustände eine Verbesserung der Schwellwerte im Vergleich zu den ecapierten Zuständen, was auf erhöhte Duktilität durch die Kombination von ECAP und einer Auslagerungsbehandlung zurückgeführt wurde. Anhand von rasterelektronenmikroskopischen Analysen der Rissfortschrittsflächen sowie den aus Zugversuchen ermittelten Festigkeits‐ und Zähigkeitskennwerten konnte das Rissfortschrittsverhalten mit der Mikrostruktur und den mechanischen Eigenschaften in Verbindung gebracht werden. In Ermüdungsversuchen im Zeitfestigkeitsbereich (HCF „high cycle fatigue”︁) wurden ein ecapierter sowie ein optimierter Zustand untersucht. Für beide Zustände wurde eine deutliche Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit im Vergleich zum Ausgangszustand festgestellt.

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Rissfortschritts‐ und Ermüdungsverhalten der Aluminiumlegierung EN AW‐6060 nach ECAP und nachgelagerter Wärmebehandlung

Hockauf

Meyer

Halle

et al. 2009

Materialwissenschaft Werkst

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