In dieser Arbeit wird das Schädigungsverhalten einer Aluminium-Gusslegierung anhand von zweidimensionalen und dreidimensionalen Verfahren untersucht. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf innenliegenden Gussdefekten wie Gas- und Schrumpfungsporen. Die Schädigungsentwicklung unter schwingender Belastung, sowie der Einfluss auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften sowie die Wechselwirkung verschiedener Gussdefekte werden dabei untersucht. Insbesondere wird der beim Versagensverhalten entscheidende Einfluss ...

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 ...

Lange Risse, die bei Belastungen nahe des Schwellenwerts wachsen, können Ausbreitungscharakteristika zeigen, welche denen kurzer Stadium I-Risse ähneln. Neben einer lokalen Blockade der Rissfront durch Teilchen einer zweiten Phase ist ein schubspannungsgesteuerter Rissfortschritt ein interessanter Effekt, der bei diesen Belastungsbedingungen auftritt. Das berichtete Verhalten wird im Rahmen dieser Arbeit auf das Rissspitzenfeld zurückgeführt. Zu diesem Zweck wurden Risswachstumsexperimente mit angerissenen Flachproben ...

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 ...

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung der optischen Verformungsmessung auf heterogene Werkstoffsysteme untersucht, wobei dieses Verfahren auf unterschiedlichen Skalenebenen eingesetzt wird. Als erstes wird die digitale Bildkorrelation zur Temperaturüberwachung bei Hochtemperaturzugversuchen bis 350 °C an 0,6 mm dünnen lotplattierten Aluminiumprüfkörpern eingesetzt. Flächige Dehnungsauswertungen innerhalb des Prüfbereichs bestätigen die homogene Temperaturverteilung, wobei die Temperatur gleichzeitig ...

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, ...

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 ...

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 ...