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Projekt
Elektroplastizität in eutektischen Al-Cu-Legierungen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Sandra Korte-Kerzel, Ph.D.; Professor Dr. Franz Roters, seit 5/2018; Dr.-Ing. Stefanie Sandlöbes-Haut
Fachliche Zuordnung
Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
Förderung
Förderung von 2016 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319419837
Das übergeordnete Ziel dieses Antrages innerhalb des SPP 'Manipulation of Matter Controlled by Electric and Magnetic Fields: Towards Novel Synthesis and Processing Routes of Inorganic Materials' ist die Untersuchung von Mechanismen, die während elektrisch-mechanischer Umformung zu einer Duktilitätserhöhung ansonsten spröder Materialien führen. Zur Erreichung dieses Ziels werden skalenübergreifende experimentelle Methoden und Simulationen komplementär eingesetzt. Die geplanten Untersuchungen dienen langfristig der Entwicklung von neuen Prozessrouten für die Umformung metallisch-intermetallischer Kompositmaterialien und daher der Erhöhung der technischen Anwendbarkeit dieser vielseitigen Materialklasse. Als vielversprechendes Materialsystem wurden eutektische Al-Cu Legierungen ausgewählt. Zur Erreichung dieser Projektziele sind gekoppelte experimentelle und theoretische Untersuchungen des elektro-mechanischen Verformungsverhaltens von eutektischen Al-Cu Legierungen geplant. Dazu werden eutektische Al-Cu Legierungen mit variierenden Mikrostrukturen mittels 'rapid alloy prototyping' synthetisiert und ihr elektro-mechanisches Verhalten charakterisiert. Zur Aufdeckung des lokalen Einflusses des elektro-plastischen Effektes auf die verschiedenen Gefügebestandteile sind mikro- und nano-elektro-mechanische Experimente geplant. Meso- und mikroskopische Mikrostrukturcharakterisierung mittels Rasterelektronenmikroskopie, klassischer und hoch auflösender Transmissionselektronenmikroskopie sowie Atomsondentomographie sind geplant, um den Einfluss des elektro-plastischen Effektes auf die lokale Mikrostruktur zu untersuchen und mit den makroskopischen Eigenschaften zu korrelieren. Diese experimentellen Daten werden als Eingangs- und Validierparameter für die Multiskalensimulation des elektro-plastischen Effektes dienen. Hier wird als Ausgangsbasis die konstitutive Theorie von Conrad et al. zur Beschreibung des Elektronenwindes während der plastischen Verformung genutzt und angepasst an bestehende kristallplastische konstitutive Modelle. Zusätzliche Einflüsse wie beispielsweise die Joulesche Wärme und deren Effekt auf die thermische Ausdehnung und Entfestigung werden außerdem integriert werden. Die Implementierung wird innerhalb des kristallplastischen Simulationspaketes DAMASK erfolgen und angewendet werden, um die mikrostrukturellen elektro-mechanischen Verformungsmechanismen von eutektischen Al-Cu Legierungen zu studieren.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
USA
Mitverantwortlich
Dr. Cemal Cem Tasan
Ehemaliger Antragsteller
Dr. Pratheek Shanthraj, bis 5/2018
