Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Metallphysik Dienstag
Entmischung aus den TAP-Daten wird vorgestellt. Ergebnisse aus der
Auswertunge der Analysen an beiden Systemen, die neue Aspekte zum
Entmischungsverhalten liefern, werden diskutiert.
M 16 Mechanische Eigenschaften II
Zeit: Dienstag 11:45–12:45 Raum: H4
M 16.1 Di 11:45 H4
Diskrete Versetzungssimulation der dynamischen Stabilität von
Lomer Locks — •Daniel Weygand — Institut für Zuverlässigkeit
von Bauteilen und Systemen (IZBS), Universität Karlsruhe, Kaisserstr.12,
76131 Karlsruhe
Das plastische Verhalten von Kleinstbauteilen und Strukturen soll mit
Hilfe der diskreten Versetzungsdynamikmethode (discrete dislocation dynamics:
DDD) simuliert werden. Die DDD erlaubt die Entwicklung der
Versetzungsmikrostruktur und somit das plastische Verhalten zu berechnen.
Die Wechselwirkung zwischen den Versetzungen kann zur Bildung von
Lomer Locks führen, welche einen Beitrag zum Verfestigungsverhalten
des Materials liefern. Die Stabilität des Locks unter verschiedenen Lastzuständen
wird bestimmt. Darüberhinaus wird die Dynamik des Lockbildungprozesses
untersucht. Es zeigt sich, dass sowohl der Belastungsweg,
als auch die Trägheit der Versetzung die Stabilität des Locks stark abschwächen
können, insbesondere bei kleiner charakteristischer Länge der
Versetzungskonfiguration.
M 16.2 Di 12:00 H4
Hochfeste Cu-Nb Leitermaterialien — •Ekaterina Botcharova,
Jens Freudenberger und Ludwig Schultz — Leibniz-Institut
für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden
Für die Anwendung in gepulsten Hochfeldmagneten werden Leitermaterialien
hoher Festigkeit benötigt. Hierzu eignen sich Drähre auf der
Basis von Cu-Nb-Legierungen, die durch mechanisches Legieren und anschließendes
Heißpressen und Umformen hergestellt werden. Durch mechanisches
Legieren ist es möglich bis zu 10 at.% Niob in Kupfer zu lösen,
was auf schmelzmetallurgischem Weg nicht möglich ist, da Niob fast keine
Löslichkeit in Kupfer aufweist. Die nachfolgende Wärmebehandlung
führt zu der Ausscheidung von Niob aus dem Mischkristall in Form von
feinen Teilchen, deren Größe von Dauer und Temperatur der Behandlung
abhängt. Die Pulver werden kompaktiert und anschließend umgeformt.
Das Umformen des Preßstücks zu einem Draht bewirkt die Bildung
von sehr feinen Niob-Filamenten. Dies fürt z. B. für eine Cu-10at.%Nb-
Legierung zu einer Festigkeit von über 1,2GPa bei einer Leitfähigkeit
von ca. 50% IACS bei Raumtemperatur (International Annealing Copper
Standart). Der Zusammenhang zwischen Gefüge und den Eigenschaften
wird modelliert, wobei die Korngröße der Matrix der wesentliche Parameter
ist.
M 17 Hauptvortrag Jürgen Gegner
M 16.3 Di 12:15 H4
Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften von Cu-Ag Legierungen
— •A. Gaganov, J. Freudenberger und L. Schultz —
Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Helmholtzstr.
20, 01069 Dresden
Die wichtigsten Anforderungen an Leiter für gepulste Hochfeldmagnete
sind eine hohe mechanische Festigkeit, eine gute elektrische Leitfähigkeit
und eine ausreichende Duktilität. Ein vielversprechendes Leitermaterial
basiert auf Cu-Ag-Legierungen, wobei deren Zusammensetzung zwischen
7 und 24 m.-% Ag liegt. Die Mikrostruktur der Legierungen wird wesentlich
durch den Ag-Gehalt bestimmt. Die Cu-24m.-%Ag-Legierung zeigt
eine zweiphasige Mikrostruktur, die aus einem Cu-reich Mischkristall und
dem Cu-Ag-Eutektikum besteht. Das Gefüge der Cu-7m.-%Ag-Legierung
hingegen besteht aus primär erstarrten Cu(Ag)-Mischkristallen sowie
kleineren Ag-Teilchen. Cu-Ag-Mikroverbundwerkstoffe werden durch Ziehen
hergestellt, wobei die Zusammensetzung die Verfestigungsrate stark
beeinflußt. Um einen Leiter mit einer Zugfestigkeit von 1 GPa durch
Kaltumformung herzustellen ist ein Umformgrad von η = 3, 7 (Cu-7m.-
%Ag), bzw η = 3, 1 (Cu-24m.-%Ag) erforderlich. Um einen maximalen
Aushärteeffekt zu erreichen werden Legierung mit weniger als 7m.% vor
der Aushärtung homogenisiert, wobei sich folgende Vorteile ergeben: (i)
Ag-Einsparung, (ii) geringere Neigung zur Scherbandbildung, (iii) höhere
elektrische Leitfähigkeit.
M 16.4 Di 12:30 H4
Zerstörungsfreie Lebensdauervorhersage dynamisch beanspruchter
Bauteile — •Ingo Müller 1 , K. Bennewitz 2 , M.
Haaks 1 , C. Zamponi 1 , T. E. M. Staab 1 , T. Lampe 2 und Karl
Maier 1 — 1 Helmholtz Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität
Bonn, Nußallee 14-16, D-53115 Bonn, Germany — 2 Zentrallabor
Volkswagen AG, 38436 Wolfsburg
Für die Konstruktion dynamisch beanspruchter Bauteile ist die Vorhersage
der Lebensdauer von großer Bedeutung. Bereits im Jahre 1858
hat August Wöhler erste Messungen zur Dauerfestigkeit von Eisenbahnschienen
durchgeführt. Bis heute ist jedoch der Zeit- und Kostenaufwand
für das Messen eines kompletten Wöhlerdiagramms sehr hoch.
In Umlaufbiegeversuchen zeigte sich, daß die ortsaufgelöste Positronen-
Annihilationsspektroskopie (OPAS) es ermöglicht, die Zahl der Proben
auf einige wenige zu reduzieren. Dieses Verfahren wurde nun auch an
Zug-Druck-Versuchen mit verschiedenen Eisen-Werkstoffen getestet.
Zeit: Dienstag 14:00–14:30 Raum: H16
Hauptvortrag M 17.1 Di 14:00 H16
Metal Physics in Heat Treatment Technology - Carburization
and Decarburization of Steels — •Jürgen Gegner 1 , Peter-J.
Wilbrandt 2 , Reiner Kirchheim 2 , and Wolfgang Nierlich 1 —
1 SKF GmbH, Material Physics, Ernst-Sachs-Str. 5, D-97424 Schweinfurt
— 2 University of Göttingen, Institute of Material Physics, Tammanstr.
1, D-37077 Göttingen
Thermochemical processes in rim zones of steels represent a close point
of contact of metal physics to classical engineering industry. Carburization
is a well-established hardening technique, whereas case decarburization
is primarily relevant to heat treatment and hot-working operations as
undesired side effect. The technological background is sketched. Experi-
mental results illustrate the influence on the edge zone. By metallography,
microhardness and X-ray diffraction measurements, the microstructure
and mechanical properties are characterized. Their relation to the carbon
distribution is of special interest. A novel microchemical measuring
technique, based on secondary ion mass spectrometry, is used to determine
carbon depth profiles with high concentration accuracy and spatial
resolution. A numerical simulation tool is adopted for data analysis. The
model takes into account phase transformations as well as blocking surface
layers. Reliable predictions of carbon profiles require knowledge of
the concentration-dependent carbon diffusivities in steels. These data are
determined by a new isothermal powder pack decarburization technique.