Fracture of ultrafine-grained metals produced by severe plastic deformation

Titel in Übersetzung: Bruch von ultrafeinkörnigen Metallen hergestellt durch Hochverformung

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Werkstoffe mit Korngrößen typischerweise im Bereich von unter 1 Mikrometer hinunter bis einige Nanometer haben speziell in den letzten Jahrzehnten das wissenschaftliche Interesse aufgrund ihrer vielversprechenenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften auf sich gezogen. Unter den verschiedenen Möglichkeiten solche Materialien herzustellen hat die Route über die sogenannte Hochverformung wahrscheinlich die größte Bedeutung zurzeit, das sich auch in der Vielzahl aktueller Veröffentlichungen zu dieser Thematik widerspiegelt. Dies ist hauptsächlich auf die technische Einfachheit der meisten Produktionsprozesse und auf die große Vielfalt an verarbeitbaren Materialien zurückzuführen. Neben klassischen mechanischen Materialparametern, wie Festigkeit und Härte gemessen nach der Hochverformung, ist zum Beispiel auch die Bruchzähigkeit von großem Interesse, speziell wenn solche Materialien in Zukunft möglicherweise als Strukturwerkstoffe Verwendung finden. Jedoch wurde das Bruchverhalten solcher Werkstoffe bis jetzt meistens nicht untersucht. In dieser Arbeit wird zum ersten Mal eine intensive Studie über das Bruchverhalten verschiedenster hochverformter Metalle durchgeführt. Hauptaugenmerk wird dabei auf die hochverformten Reinmetalle Eisen und Nickel gelegt. Außerdem wird ein voll perlitischer Stahl untersucht an dem die Experimente zusätzlich in Abhängigkeit vom Umformgrad durchgeführt werden. Ein spezielles Interesse bezüglich der Bruchzähigkeitsuntersuchungen gilt einem möglichen Einfluss der Testrichtung auf die Bruchzähigkeit. Die Ergebnisse zeigen, dass die Mikrostruktur, eingestellt durch die Hochverformung, eine starke Anisotropie im Bruchverhalten in den kubisch-raumzentrierten Materialien Armco Eisen und den perlitischen Stahl verursacht. Die Anisotropie der Bruchzähigkeit wird auf eine Testrichtung mit besonders niedriger Bruchzähigkeit zurückgeführt die gleichzeitig eine enorme Verbesserung der Bruchzähigkeit in den anderen Testrichtungen ermöglicht. Im Gegensatz dazu zeigt das kubisch-flächenzentrierte Beispiel Nickel eine gute Kombination aus Festigkeit und Bruchzähigkeit. Die hohe Bruchzähigkeit und die schwächer ausgeprägte Anisotropie werden durch das duktile Bruchverhalten im Vergleich zum spröden hauptsächlich interkristallinen Bruchverhalten von Eisen verursacht.
Titel in ÜbersetzungBruch von ultrafeinkörnigen Metallen hergestellt durch Hochverformung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Clemens, Helmut, Beurteiler B (intern)
  • Pippan, Reinhard, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2010

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Hochverformung High Pressure Torsion Bruchzähigkeit ultrafeinkörnige Metalle Anisotropie Eisen Nickel perlitischer Stahl

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