Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Metallphysik Donnerstag
M 30 Mechanische Eigenschaften V
Zeit: Donnerstag 14:45–16:00 Raum: H4
M 30.1 Do 14:45 H4
Plastizität von Strontiumtitanateinkristallen unterhalb 320
K — •Dieter Brunner, Ilsemarie Lakemeyer und Manfred
Rühle — Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstr.3,
70569 Stuttgart
Erstmals wurde die plastische Verformbarkeit von Einkristallen der
Elektrokeramik Strontiumtitanat in dynamischen Druckversuchen bei
Temperaturen unterhalb 320 K detailliert untersucht. Die Druckachse
der Proben lag in < 001 > Richtung, die Dehnrate betrug 2.2x10 −4 s −1 .
Plastische Verformbarkeit war möglich bis etwa 45 K, darunter brachen
die Proben spröde. Die Verformbarkeit bei höheren Temperaturen (> 120
K) wird meist mit zunehmender plastischer Dehnung durch Rissbildung
innerhalb der Proben beendet. Zwischen 320 K und 250 K nimmt die aus
Spannungs-Dehnungskurven bestimmte kritische Fliessspannung (KFS)
nur unwesentlich zu. Unterhalb 250 K steigt die KFS dann stark an von
120 MPa bis auf etwa 350 MPa bei 45 K. Doch diese Zunahme erfolgt
nicht monoton sondern ist durch Bereiche unterschiedlich starker Temperaturabhängigkeit
der KFS geprägt. Nach einer zunächst parabolischen
Zunahme zwischen ≈250 K und ≈200 K, erfolgt ein abrupter Übergang
zu einem deutlich geringeren Anstieg der KFS mit sinkender Temperatur,
bis bei unterhalb etwa 100 K erneut starke Zunahme erfolgt. Diese
Phänomene erinnern deutlich an die starke und nicht monotone Temperaturabhängigkeit
der KFS kubisch raumzentierter Metalle. Es wird ein
erster Versuch vorgestellt, die Ergebnisse im Rahmen der Theorie thermisch
aktivierter Kinkpaarbildung in Versetzungen (Kinkpaarbildungstheorie)
zu interpretieren.
M 30.2 Do 15:00 H4
[010]-Versetzungen in der komplexen intermetallischen Phase
ξ’-Al-Pd-Mn — •M. Feuerbacher 1 und D. Caillard 2 — 1 Institut
für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich GmbH, 52425 Jülich,
Germany — 2 CEMES-CNRS, 29 rue Jeanne Marvig, BP4347, F-31055
TOULOUSE Cedex 4, France
In der komplexen intermetallischen Phase ξ’-Al-Pd-Mn kommen
Verformungsmechanismen zum Tragen, die sich in einigen Aspekten
grundsätzlich von denen in einfacheren Metallen unterscheiden.
In diesem Beitrag charakterisieren wir eine Klasse von Versetzungen,
die sich auf (010)-Ebenen der ξ’-Al-Pd-Mn-Struktur bewegen und
ein ungewöhnliches Kontrastverhalten im Transmissionselektronenmikroskop
zeigen. Es wird gezeigt, dass es sich um prismatische [0 1 0]-
Stufenversetzungen handelt, die sich durch einen reinen Kletterprozess
ausbreiten. Die [0 1 0]-Versetzungen spalten in charakteristischer Weise
in vier Partialversetzungen auf. Die Aufspaltung wird im Rahmen eines
Strukturmodells diskutiert und wir argumentieren, dass die gesamte
Burgersvektorlänge und die der Partialversetzungen 16,56 ˚A bzw. 4,14 ˚A
betragen.
M 30.3 Do 15:15 H4
On the influence of obstacles (precipitates/particles) on the
PLC effect in Al-Mg alloys — •Hanno Dierke, Fabian Krawehl,
and Hartmut Neuhäuser — TU Braunschweig, Institut für Metallphysik
und Nukleare Festkörperphysik, Mendelssohnstr. 3, 38106 Braunschweig
Due to their low weight and high mechanical strength AlMg alloys
provide a large variety of applications as material for lightweight construction.
However, the practical benefit is limited due to instabilities
and inhomogeneities caused by correlated movement of dislocations during
plastic deformation (PLC effect). By addition of unshearable obstacles
the formation of dislocation avalanches may be prevented or at least
reduced.
The alloy AA5754 was investigated particularly with regard to the influence
of obstacles on the movement of dislocations. For this purpose on
the one hand in the samples precipitates were produced by heat treatments,
on the other hand metal matrix composites (MMCs) with different
volume fractions of Al2O3 particles were investigated. The experiments
were performed in strain controlled experiments at room temperature and
at strain rates between 1 · 10 −6 and 5 · 10 −3 s −1 . In addition some samples
were investigated by TEM to find correlations between deformation
behaviour and microstructure.
M 30.4 Do 15:30 H4
Propagation modes of Lüders and PLC bands in Cu-Al and
Al-Mg during strain-rate and stress-rate controlled tensile
deformation. — •Frank Klose 1 , Felix Hagemann 1 , Verena
Grützun 1 , Peter Hähner 2 , and Hartmut Neuhäuser 1 — 1 TU
Braunschweig, Institut für Metallphysik u. Nukleare Festkörperphysik,
Mendelssohnstr. 3, 38106 Braunschweig — 2 Institute for Energy, Joint
Research Centre of the European Commission, PO Box 2, NL-1755 ZG
Petten, Netherlands
Propagating plastic instabilities, like Lüders bands and Portevin-
LeChâtelier (PLC) bands are investigated by means of laser scanning
extensometry during tensile tests with different deformation modes (constant
strain-rate and constant stress-rate).
This extensometry technique permits to investigate the kinetics of local
strain within up to 44 zones (1 mm width) at a sampling rate of 50 Hz.
Therefore, the band velocities and band widths, as well as the strain concentrations,
characterizing the specific mode of band propagation, can be
determined in relation to the type and quality of the deformation mode.
Cu-15at.%Al and Al-3at.%Mg polycrystals have been investigated experimentally
at various temperatures and strain rates. The findings are
compared with recent results of numerical simulations [1,2], focusing on
fundamental differences observed with the above mentioned types of deformation
mode.
[1] E. Rizzi et al., Acta Mater. 51(2003)3385
[2] P. Hähner et al., PRB 65(2002)134109
M 30.5 Do 15:45 H4
Metaversetzungen und Metaversetzungsnetzwerke in der komplexen
intermetallischen phase ξ’-Al-Pd-Mn — •M. Heggen, M.
Feuerbacher und K. Urban — Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum
Jülich GmbH, 52425 Jülich
Komplexe intermetallische Phasen zeichnen sich aus durch eine hohe
Zahl von Atomen je Einheitszelle und große Gitterparameter. Die strukturellen
Defekte und die Mechanismen der plastischen Verformung dieser
Materialklasse sind derzeit noch weitgehend unbekannt. In den vergangenen
Jahren wurden bei Untersuchungen der komplexen intermetallischen
Phase ξ’-Al-Pd-Mn bereits mehrere neuartigen Mechanismen der plastischen
Verformung nachgewiesen. Besonders hervorzuheben ist hierbei
ein Defekttyp, welcher als Metaversetzung bezeichnet wird (H. Klein et
al., Phys. Rev. Lett. 82, 3468,1999). Metaversetzungen sind Partialversetzungen,
deren Burgersvektorlängen in einem irrationalen Verhältnis
zum Gitterparameter stehen, die sich jedoch aufgrund ihrer speziellen
Struktur durch das Material bewegen können, ohne dass Stapelfehler eingebracht
werden. Metaversetzungen können Netzwerke bilden, die insgesamt
vollständige Versetzungen in der ξ’-Al-Pd-Mn-Struktur darstellen.
Obwohl der Betrag des Burgersvektors des gesamten Netzwerks groß ist
(z.B. 12.56 ˚A), ist die elastische Energie durch die lokale Verteilung der
Verzerrung auf mehrere Metaversetzungen gering.