Entwicklung von Halbzeugen mit optimierten Dämpfungseigenschaften auf Basis von pseudoelastischen eisenbasierten Formgedächtnislegierungen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Thomas Hassel; Professor Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier; Professor Dr.-Ing. Thomas Niendorf
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 401738767

Innerhalb des geplanten Forschungsprojektes soll die Entwicklung von Halbzeugen auf Basis von Formgedächtnislegierungen (FGL) mit gezielt eingestellten Dämpfungseigenschaften inklusive des Schweißprozesses im Fokus der Untersuchungen stehen. Für die Untersuchungen soll aufgrund der vielversprechenden Eigenschaften aktueller Forschungsvorhaben das eisenbasierte FGL Legierungssystem Fe36Mn8Al8,5Ni verwendet werden. Das vorliegende Forschungsvorhaben baut dabei auf Arbeiten aus dem Vorgängerprojekt "Functional fatigue of Fe-based shape memory alloys" auf, um über die dort erzielten Ergebnisse eisenbasierte FGL in eine praxisnahe Anwendung zu überführen. Über thermomechanische Prozessrouten entsprechend mikrostrukturell eingestellte Blechhalbzeuge aus Fe-Mn-Al-Ni, bereitgestellt durch die kooperierende Firma thyssenkrupp SE, werden im Institut für Werkstofftechnik / Metallische Werkstoffe der Universität Kassel charakterisiert und im Institut für Werkstoffkunde (IW) der Leibniz Universität Hannover zu funktionellen Komponenten weiterverarbeitet. In diesem Zusammenhang werden am IW in Hannover Fügeprozesse mit und ohne Verwendung eines Zusatzwerkstoffes erforscht, um weitere grundsätzliche Fragen zur Schweißeignung und der daraus resultierenden Wirkung auf die mechanischen sowie die Formgedächtniseigenschaften (FG Eigenschaften) zu klären. Im Rahmen des Projektes wird Zusatzwerkstoff für die schweißtechnische Verarbeitung des Materials im MSG Prozess für die arteigene Verbindung hergestellt und qualifiziert. Zum Fügen von Mischverbindungen werden kommerziell verfügbare Zusatzwerkstoffe ausgewählt und entsprechend im Verbund mit FGL charakterisiert. Demonstratoren in Form von geschweißten Blechstapeln bzw. Rohren, die eine Dämpfungsaufgabe übernehmen können, werden hinsichtlich Ihrer funktionellen Eigenschaften in Abhängigkeit der verschiedenen Prozessrouten hergestellt und eingehend charakterisiert.Vor diesem Hintergrund soll in dem geplanten Transferprojekt letztendlich die Erzeugung von FG Dämpfungskomponenten durch die Verwendung von gezielt mikrostrukturell eingestellten Blechen realisiert werden, hergestellt über eine Pilotanlage des Industriepartners, die den Industrieprozess nachbildet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: ThyssenKrupp Steel Europe AG