U03 - Thermisches Einfärben

U03 - Thermische und Thermomechanische Wärmebehandlung

Im Teilprojekt U03 wird eine Bandbreite technischer und darüber hinausgehender neuer Wärmebehandlungsverfahren und Verfahrenskombinationen erarbeitet, anhand derer ein großer Spektrum an Gefügen und damit Eigenschaften von Proben aus Stahl- und Aluminiumwerkstoffen skalenübergreifend eingestellt werden kann.

Die Eigenschaften von metallischen Werkstoffen werden wesentlich von den im Gefüge vorliegenden Phasen und deren spezieller Morphologie bestimmt. Darüber hinaus spielt die Defektstruktur der jeweiligen Phasen für viele metallkundliche Vorgänge eine entscheidende Rolle. Beides wird maßgeblich durch die Wärmebehandlung und die dabei ablaufenden Umwandlungsvorgänge wie die Auflösung und Ausscheidung von Phasen oder die Änderung der Kristallstruktur aber auch durch die Legierung beeinflusst.

In diesem Rahmen ist es erforderlich, durch die Entwicklung von dilatometrischen und kalorimetrischen Schnellcharakterisierungsmethoden sowie durch Analyse und Korrelation der hierüber gewonnenen aussagekräftigen Deskriptoren ein tiefergehendes Verständnis über die bei der Wärmebehandlung ablaufenden metallkundlichen Mechanismen beim Zusammenspiel von Legierung und Wärmebehandlung zu erlangen. Die Entwicklung dieser beider Verfahren zur schnellen und effizienten Charakterisierung von gleichgewichtsfernen Zuständen unter Verwendung von Mikroproben sind zentrale Inhalte des Teilprojektes. Auch bei den Messungen des elektrischen Widerstandes stellt der Übergang von den Makroproben zu den Mikroproben aufgrund der Probenform und der geringen Messstrecke eine große Herausforderung dar.

Die erarbeiteten Korrelationen werden in Form von funktionalen Zusammenhängen der Methode „Farbige Zustände“ zur Verfügung gestellt.

Publikationen

T. Czotscher, A. von Hehl, T. Radel, A. Toenjes: Correlation between shock wave-induced indentations and tensile strength, Procedia Manufacturing 47 (2020), 756-760

N. Wielki, M. Steinbacher, D. Meyer: Multiscale Material Characterization Based on Single Particle Impact Utilizing Particle-Oriented Peening and Single-Impact Peening, Materials 2020, 13,  https://www.doi.org/10.3390/ma13040904 .

Steinbacher M, Alexe G, Baune M, Bobrov I, Bösing I, Clausen B, Czotscher T, Riemer O, Sonnenberg H, Thomann A, Toenjes A, Vollertsen F, Wielki N, Ellendt N (2019) Descriptors for High Throughput in Structural Materials Development. High-throughput 8:2–27 https://doi.org/10.3390/ht8040022

A. Bader, A. Toenjes, N. Wielki, A. Mändle, A.-K. Onken, A. v. Hehl, D. Meyer, W. Brannath, K. Tracht: Parameter Optimization in High-Throughput Testing for Structural Materials, Materials 2019, 12,  https://www.doi.org/10.3390/ma12203439 .

A. Toenjes, N. Wielki, D. Meyer, A. von Hehl: Analysis of Different 100Cr6 Material States Using Particle-Oriented Peening, Metals 2019, 9,  https://www.doi.org/10.3390/met9101056 .

A. Toenjes, H. Sonnenberg, C. Plump, R. Drechsler, A. von Hehl: Measurement and Evaluation of Calorimetric Descriptors for the Suitability for Evolutionary High-Throughput Material Development, Metals 2019, 9, 149 10.3390/met9020149.

M. S. Lena Cramer, Marian Skalecki, Peter Saddei, Deutschland DE 10 2018 104 309.0, 2018.

L. Cramer, A. Toenjes, M. Steinbacher, A. von Hehl, H. W. Zoch: Dilatometric and Calorimetric Short‐Term Characterization Methods on 100Cr6 Micro Samples for High‐Throughput Investigations, Advanced Engineering Materials 2018, 1800100.

L. Cramer, P. Saddei, H. Surm, M. Steinbacher, H.-W. Zoch: Investigation of metallic adapter sleeves for high throughput dilatometry on spherical micro samples: Untersuchung von metallischen Adapterhülsen für Hochdurchsatz‐Dilatometrie an sphärischen Mikroproben, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2018, 49, 101-112.