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Projekt
Funktionelle Stabilität von vielkristallinen Co-Ni-Ga-basierten Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen - Einfluss von Mikrostruktur und Martensitstabilisierung
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Jan Frenzel; Professor Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier; Professor Dr.-Ing. Thomas Niendorf
Fachliche Zuordnung
Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
Förderung
Förderung von 2012 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 200999873
Über eine gezielte Wärmebehandlung in der spannungsinduzierten martensitischen Phase (SIM-aging) ist es im Co-Ni-Ga System in der ersten Förderperiode erstmalig gelungen, eine Hochtemperatur Formgedächtnislegierung (HT-SMA) unter Verwendung einer ursprünglich pseudoelastischen (PE) Legierung mit eigentlich geringer Martensitstarttemperatur (Ms) zu realisieren. Basierend auf der Martensitstabilisierung durch Änderungen in der Nahordnung, einem bisher allein als Degradationsmechanismus in FGL betrachteten Effekt, konnte Ms um ca. 150 °C gesteigert werden. Die außerordentliche Stabilität dieses Effekts in Co-Ni-Ga ist jedoch bisher nicht grundlegend verstanden. Entsprechend sollen in der zweiten Förderphase die elementaren Prozesse des SIM-aging aufgeklärt werden. Um den Effekt auch in die Anwendung transferieren zu können, sollen diese Untersuchungen an vielkristallinen Co-Ni-Ga Varianten erfolgen. Aus diesem Grund soll in einem zweiten Arbeitsschwerpunkt die Charakterisierung von vielkristallinen Co-Ni-Ga(-X) Legierungen im Vordergrund der Forschungsbemühungen stehen. Über verschiedene thermomechanische Prozessrouten werden gezielt hinsichtlich der funktionellen Stabilität ausgezeichnete Mikrostrukturen eingestellt. Ergebnisse aus der ersten Förderperiode konnten aufzeigen, dass hierbei vor allem die Korngröße und die Textur eine erhebliche Rolle spielen. Basierend auf diesen Ergebnissen sollen sowohl stark texturierte Proben, prozessiert über konventionelle thermomechanische Routen, als auch oligokristalline Zustände eingehend charakterisiert werden. Letztere werden über Anregung von abnormalem Kornwachstum über zyklische Wärmebehandlungen eingestellt. Auch im Falle der oligokristallinen Zustände sind grundlegende Mechanismen der Mikrostrukturevolution bisher für Co-Ni-Ga nicht beschrieben und daher von grundlegendem Interesse. Zur Erreichung der Ziele soll wie bisher intensiv mit den weiteren Teilprojekten der Forschergruppe kooperiert werden um die in TP5 eingesetzten oberflächengebundenen in situ Verfahren über hochaufgelöste Transmissionselektronenmikroskopie sowie Volumeninformationen liefernde Neutronenbeugungsexperimente zu validieren. Gerade letztere werden einen entscheidenden Beitrag zur Aufklärung der Stabilisierungsphänomene in Co-Ni-Ga(-X) liefern.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
