In this work the effect of heat treatments on the microstructure and mechanical properties of a secondary Al-Si-Cu alloy is studied. A Design of Experiments (DoE) was developed in order to optimize the heat treatment parameters and analyze the dissolution and fragmentation of the iron-rich inclusions as well as the improvement of the mechanical properties by non-equilibrium heat treatments. The iron-rich intermetallic inclusions were characterized as-cast and after heat treatment both by two-dimensional metallography ...

Die Laserstrahlbearbeitung hat sich im Laufe der letzten Jahre zu einem wichtigen Forschungsschwerpunkt in industrieller und akademischer Hinsicht entwickelt. Neben der Erschließung neuer Anwendungsgebiete durch den Vorteil einer hohen Bearbeitungsflexibilität überzeugt die laserbasierte Materialbearbeitung vor allem durch einen lokal beeinflussbaren Energieeintrag. Jedoch sind derzeit mit zunehmender geometrischer Komplexität und Bauteilgröße nur begrenzte Tiefenwirkungen der gewünschten Druckeigenspannungen ...

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden mikroanalytische Verfahren zur Untersuchung der verschiedenen Aspekte der Rissinitiierung und –Ausbreitung unter zyklischer Belastung angewendet und gekoppelt, um somit die Informationstiefe durch Korrelation der Ergebnisse zu vergrößern. Die eingesetzten mikroanalytischen Verfahren werden auf verschiedene polykristalline Werkstoffe mit kubisch-raumzentrierter und kubisch-flächenzentierter Gitterstruktur angewendet. Dabei steht der Einfluss der Mikrostruktur auf die Ausbreitung ...

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die bauteil- und alterungsabhängige Rissausbreitung in Gasturbinenschaufeln der polykristallinen Gusslegierung Inconel 738LC sowohl bei Raumtemperatur als auch bei 700°C analysiert. Für die Untersuchungen stand eine Sammlung von geometrisch gleichen Gasturbinenschaufeln mit unterschiedlich langen Einsatzzeiten in Kraftwerken zur Verfügung. Durch eine Gefüge- und Rissanalyse an den vorliegenden Turbinenschaufeln wird gezeigt, dass die Rissausbreitung unter thermischer und ...

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der meso- und mikroskopischen Phasenverteilung auf das Wachstumsverhalten physikalisch kurzer Risse unter Ermüdungsbelastung in metallischen Werkstoffen untersucht. Dazu werden physikalisch kurze Risse in einem Stahl und einer Aluminiumlegierung gezielt initiiert und bei einer definierten Belastung wachsen gelassen, um die Interaktion des Risses mit den unterschiedlichen Phasenverteilungen analysieren zu können. Zur Analyse des mesoskopischen Phaseneinflusses ...

Im Rahmen dieser Arbeit wurden das Wachstumsverhalten und der Belastungszustand physikalisch kleiner Ermüdungsrisse bei mechanisch monotoner und zyklischer Belastung unter Berücksichtigung der Mikrostruktur in-situ untersucht. Das Wachstumsverhalten kleiner Risse hat im Bereich der bruchmechanischen Rissanalyse in der jüngsten Vergangenheit ein besonderes Interesse erfahren, vor allem weil diese Risse einen wesentlichen Anteil der Lebensdauer ausmachen. Kleine Risse in der Größenordnung der Mikrostruktur (Korngrößen, ...

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Computersimulation des Rissinitiierungsprozesses für einen martensitischen Stahl, der der niederzyklischen Ermüdung unterworfen wurde. Wie auf der Probenoberfläche beobachtet wurde, sind die Initiierung und das frühe Wachstum dieser Mikrorisse in hohem Grade von der Mikrostruktur abhängig. Diese Tatsache wurde in mesoskopischen Schädigungsmodellen beschrieben, wobei die Körner als einzelne Kristalle mit anisotropem Materialverhalten modelliert wurden. Das repräsentative ...

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur mechanismenorientierten Lebensdauervorhersage entwickelt und auf eine Flanschwelle mit gradiertem Gefüge übertragen. Das Konzept wird in Form eines Computercodes (LOCC) zur Anwendung gebracht. Basierend auf lokalen Spannungen wird für jedes Element eines FE-Modells eine bedingte Versagenswahrscheinlichkeit berechnet. Mithilfe bruch- und ggf. mikromechanischer Modelle werden lokale kritische Risslängen und die bei gegebener Lebensdauer zugehörigen Anfangsrisslängen ...

In der vorliegenden Arbeit wird die Alterung von Nickelbasislegierungen in Oberflächennähe betrachtet. Dabei wird der Einfluss von Temperatur und Zeit in Zusammenhang mit der Oberflächenrauheit, Deformation und der Konzentration von Natriumsulfat an der Probenoberfläche untersucht. Zur Quantifizierung der Schädigung kommen rasterelektronenmikroskopische Methoden wie EBSD und EDX zum Einsatz. Es wird gezeigt, dass die analysierten Verarmungs- und Vergröberungsprozesse der Gamma'-Ausscheidungen eine deutliche ...

The austenitic stainless steel AISI 304 was deep rolled at 20 °C (RTDR), -195 °C (CTDR), and 550 °C (HTDR). The deep rolling pressures used for each deep rolling temperature were 1.0, 1.7, and 2.4 bar. From microstructural investigation, the largest compressive residual stress field was found in RTDR, and the highest amount of martensitic content and plastic deformation were found in CTDR. The strain aging effect was only found in HTDR. In the rotating bending fatigue tests, the strain aging effect after HTDR is ...