Mikrobiegeversuche am PicoIndenter 85

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

Ultrafeinkörnige (UFG) Materialen sind polykristalline Werkstoffe mit einer Korngröße im Bereich von 100nm – 1µm. Durch deren feinkörniges Gefüge weisen sie ein einzigartiges Eigenschaftsprofil auf, und gewinnen zunehmend an Bedeutung. Besonders hervorzuheben sind die hohen Festigkeitswerte, die einer vergleichsweise hohen Duktilität gegenüberstehen. Da viele Bauteile im Alltag dynamisch beansprucht werden, sind neben den statisch mechanischen Eigenschaften auch die Ermüdungseigenschaften für deren Anwendbarkeit entscheidend. UFG Materialen können mittels diverser SPD (engl.: Sever Plastic Deformation) Verfahren hergestellt werden. Dabei wird das Ausgangsmaterial zu großen Scherdehnungen hochverformt. Da während der Umformung viele Defekte (Versetzungen und Korngrenzen) eingebracht werden, ist die Mikrostruktur in einem metastabilen Zustand. Durch zyklische Belastung kann es zu Strukturänderungen kommen, was sich in einer Abnahme der Ermüdungsfestigkeit wiederspiegelt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde mittels HPT (engl. High Pressure Torsion) hergestelltes ufg Kupfer in situ am PicoIndenter PI85 der Firma Hysitron auf seine Ermüdungseigenschaften untersucht. Dieses Gerät hat ein nominelles Kraftauflösungsvermögen von 3nN, sodass bereits durch geringe Strukturänderungen hervorgerufene Entfestigungen im Spannungs-Dehnungsdiagramm erkannt werden können. Da dieses Gerät zum ersten Mal für Versuche mit zyklischer Wechsellast verwendet wurde, liegt ein Schwerpunkt dieser Arbeit bei der Entwicklung der Versuchsmethodik. So wurden Biegebalken aus ufg OFHC Kupfer mit unterschiedlichen Dimensionen hergestellt und zyklisch getestet. Zudem wurden unterschiedliche Regelparameter und Geräteeinstellungen ausgetestet. Mit all diesen Informationen konnte die Versuchsführung optimiert werden. Auf diese Weise konnten Strukturuntersuchungen mittels backscattered electrons, Inlens und Electron Backscatter Diffraction mit den Daten aus den in situ Ermüdungsversuchen verglichen werden. Dabei konnte beobachtet werden, dass zyklische Wechsellast eine Strukturvergröberung durch Korngrenzbewegung verursachen kann.

Details

Titel in ÜbersetzungMicrobending tests with a PicoIndenter 85
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Pippan, Reinhard, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung19 Dez 2014
StatusVeröffentlicht - 2014