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Projekt
Festigkeit und Verformung von edelmetallhaltigen Hochentropie-Legierungen
Antragsteller
Professor Dr. Jens Freudenberger
Fachliche Zuordnung
Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
Förderung
Förderung von 2017 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388173053
Dieses Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines tiefgreifenden und umfassenden Verständnisses der Verformungs- und Versfestigungsmechanismen eines einphasigen, kubisch-flächenzentrierten, vielkomponentigen homogenen Mischkristalls ab. Dies soll auf der Grundlage einer fundierten Beschreibung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in Au-Cu-Ni-Pd-Pt Hochentropie-Legierungen (engl. High entropy alloys, HEAs) erreicht werden. Diese Legierungen sind nachweislich (i) einphasig und (ii) bilden einen homogenen Mischkristall, der (iii) vermutlich im gesamten Konzentrationsbereich vorliegt. Das Au-Cu-Ni-Pd-Pt-System ist das einzige bekannte System, das es erlaubt, die Auswirkungen von Zusammensetzungsänderungen zu untersuchen, ohne dass Gefügeveränderungen, wie das Auftreten von zweiten Phasen berücksichtigt werden muss. Dies ist entscheidend für eine fundierte Beschreibung der Eigenschaften, da es hierdurch möglich ist grundlegenden Fragestellungen zur Mischkristallverfestigung in vielkomponentigen Legierungen isoliert zu untersuchen. Folglich werden Legierungsreihen mit bewusst eingestellten Zusammensetzungen charakterisiert, um den Einfluss der Gitterfehlpassung auf die Streckgrenze zu visualisieren. Diese Fehlpassung stellt den wesentlichen Parameter in dem am weitesten verbreiteten Modell der Mischkristallverfestigung in HEAs dar. Mit Hilfe solcher Legierungsreihen wird eine weitere Annahme des Modells, dass der Schermodul einer Legierung nach der Vegard'schen Mischungsregel bestimmt wird, verifiziert (oder falsifiziert). Um eine fundierte Beschreibung der mechanischen Eigenschaften der HEAs zu erhalten, wird auch der Einfluss von Korngröße und Dehnungsgeschwindigkeit untersucht auf die mechanischen Eigenschaften. Zudem wird gezeigt, ob und wie hohe Verformungsraten die mechanische Zwillingsbildung begünstigen und wie das Gefüge der Legierungen durch Kaltverformung und starke plastische Verformung, sowie durch mechanische Zwillingsbildung effektiv verfeinert wird. Die Analyse der durch Um- und Verformung entstehenden Gefügeformen ermöglichet es, den jeweils aktiven Verformungsmechanismus zu identifizieren. Auch diese einfach anmutenden Fragestellungen stehen insbesondere vor dem Hintergrund das außergewöhnliche Werkstoffverhalten der HEAs von dem Verhalten konventioneller Legierungen abzugrenzen und zu beschreiben.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
