5 Werkstofftechnik
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- Finite element analysis (1)
- Fullerite (1)
- HIP (1)
- Kriechen (1)
- Nanoindentation (1)
- Superlegierung (1)
Organisationseinheit der BAM
The onset of plasticity in a single crystal C60 fullerite was investigated by nanoindentation on the (111) crystallographic plane. The transition from elastic to plastic deformation in a contact was observed as pop-in events on loading curves. The respective resolved shear stresses were computed for the octahedral slip systems ⟨011¯¯¯⟩{111}, supposing that their activation resulted in the onset of plasticity. A finite element analysis was applied, which reproduced the elastic loading until the first pop-in, using a realistic geometry of the Berkovich indenter blunt tip. The obtained estimate of the C60 theoretical shear strength was about 1/11 of the shear modulus on {111} planes.
Mit Hilfe des HIP-Verfahrens („Hot Isostatic Pressing“) werden Poren in der einkristallinen Nickel-Basis Superlegierung CMSX-4 kontinuierlich geschrumpft und dadurch die nach der Erstarrung und der Wärmebehandlung vorhandene Porosität stark reduziert. In diesem Beitrag werden experimentelle und numerische Untersuchungen zu den Mechanismen der Porenschrumpfung zusammengefasst. Es zeigt sich, dass das Verformungsverhalten während Kriechversuchen bei der HIP-Temperatur durch Versetzungsgleitung auf oktaedrischen Ebenen dominiert wird.
Dagegen zeigen Messungen der Porositätsabnahme und Simulationen des Porenschließens, dass die Kinetik der Porenschrumpfung durch das Phänomen der Leerstellendiffusion zwischen Poren und Kleinwinkelkorngrenzen („Low Angle Boundary“, LAB) bestimmt wird. Im Gegensatz führt die klassische Kristallviskoplastizität zu einer systematischen Überschätzung dieser Kinetik. Der scheinbare Widerspruch lässt sich auflösen, wenn man bedenkt, dass auf der Skala der Poren Versetzungsquellen nicht gleichmäßig verteilt sind, wie in der konventionellen Kristallplastizität implizit angenommen wird. Stattdessen wird in einem weiterführenden Modell davon ausgegangen, das Kleinwinkelkorngrenzen (LABs) als Versetzungsquellen fungieren, während die Scherspannungen sehr stark in der Nähe der Poren lokalisiert sind, was die Emission von Versetzungen deutlich reduziert.