Messung und Simulation der monotonen Verformung oligokristalliner Strukturen am Beispiel koronarer Stents

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Siegfried Schmauder; Professorin Dr.-Ing. Sabine Weiß
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224586284

Koronare Stents sind Gefäßstützen, die nach Implantation dauerhaft in einem erkrankten Gefäß verbleiben, um den Blutfluss aufrecht zu erhalten. Während und nach der Implantation unterliegen sie quasi-statischen und zyklischen Beanspruchungen [1]. Da es sich bei koronaren Stents überwiegend um oligokristalline Strukturen handelt [2], steht die grundlegende Erarbeitung der Verformungsmechanismen von Oligokristallen an, bezüglich der Verformungsrichtung verschieden orientierten Flachproben, sowie unterschiedlich gekerbten Drähten bei der statischen Verformung von Stentwerkstoffen im Vordergrund. Darauf basierend erfolgt die Entwicklung eines kontinuumsmechanischen Modells auf der Grundlage problemspezifischer Eingangsdaten zur Lebensdauerabschätzung oligokristalliner Strukturen. Die dazu notwendigen Kennkurven sollen mittels Drahtversuchen an unterschiedlich gekerbten Drähten gewonnen werden. Zur Ermittlung des Einflusses der Oligokristallinität sowie zur genaueren Abgrenzung zwischen Poly- und Oligokristallinität werden die Korngrößen durch gezielte Umform- und Glühbehandlungen über zwei Größenordnungen verändert und an den Drahtdurchmesser angepasst, sodass verschiedene Korngröße zu Bauteilquerschnitt-Verhältnisse eingestellt werden. Zum Verständnis der Verteilung der Inhomogenitäten in der Dehnungsverteilung (primäre und sekundäre Gleitsysteme, Kornrotation, Einfluss einer Textur) und den damit zusammenhängenden unterschiedlichen Dehnungsmechanismen und -abfolgen sind dann in einem zweiten Schritt tiefer gehende kristallplastische Betrachtungen vorgesehen. Dieses Modell, kombiniert mit paralleler experimenteller Vorgehensweise soll eine Grundlage für die Behandlung von Lebensdauerfragen bei Stents und anderen oligokristallinen Strukturen bieten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Mikro-Zug-Druck Belastungseinrichtung für REM
• Gerätegruppe: 5190 Sonstige elektronenoptische Geräte (außer 404 und 510-518)