Lokale Verformungsmessung an partikelverstärktem Aluminium

Tab. 1-3: Übersicht über die Struktur und Eigenschaftsbeziehungen von MMCs
(αaxial...axialer thermischer Ausdehnungskoeffizient; Eaxial...axialer E-Modul). Die Pfeile
zeigen an, wie sich eine Zunahme der mikrostrukturellen Parameter (linke Spalte) auf die
Eigenschaften auswirkt (nach [1]).
1.4 Verformungsverhalten von teilchenverstärkten MMCs
In den letzten 15 Jahren wurde eine Vielzahl FE- Rechnungen durchgeführt, in denen durch
Modellierung der Mikrostruktur das makroskopische Werkstoffverhalten simuliert wurde. So
wurden viele Veröffentlichungen über die erfolgreiche Anwendung der Finite Elemente
Methode zur Untersuchung von Materialien mit idealisierten regelmäßigen
Partikelanordnungen und Geometrien bei monotoner Zugbelastung bei Raumtemperatur
gemacht [9, 10, 11]. Partikelbruch und das Brechen von Interfaces wurden ebenfalls mit
idealisierten Partikelformen untersucht [12]. In 3D Modellen wurden FE- Rechnungen mit
kubischen Verstärkungspartikeln durchgeführt. In der neueren Literatur wird auch von FE-
Rechnungen mit komplexeren Partikelanordnungen berichtet. In FE- Rechnungen mit „Unit
Cells“, die etwa 10 Partikel enthielten, wurde der Einfluss der Partikelanordnung in MMCs
untersucht [13]. Des weiteren wurde in zweidimensionalen Rechnungen mit der „Unit Cell“
Methode mit realistischen Partikelanordnungen, die von realen MMCs ermittelt worden
waren, gerechnet [14, 16].
Den hier erwähnten FE- Modellen stehen bis jetzt wenige experimentelle Untersuchungen der
lokalen Verformung der Mikrostruktur von partikelverstärkten Aluminiumlegierungen
gegenüber. Die detailliertesten bis heute veröffentlichten Messungen, die an A2014+15 vol.%
SiCP durchgeführt wurden, stammen von David L. Davidson [15].
In dieser Arbeit sollen durch stereophotogrammetrische Verformungsmessung lokale
Dehnungen an MMCs noch höher örtlicher Auflösung im Submikrometerbereich gemessen
werden.
1.5 Verwendete MMCs
Die in dieser Arbeit verwendeten MMCs wurden pulvermetallurgisch hergestellt. Es handelt
sich um zwei Werkstoffe, die sich ausschließlich in der Größe der Verstärkungspartikel
unterscheiden. Bei der Herstellung wurde das Matrixpulver aus der Aluminiumlegierung
A6061 mit einer Pulverteilchengröße von 100µm mit 10 Volumsprozent
Siliziumkarbidpartikel mit Teilchengrößen von 10µm bzw. 100µm gemischt. Die Mischung
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