Forschungsdatenbank

Herstellung und Anwendung metallischer Konstruktionswerkstoffe sind die Schwerpunkte des im Jahre 2009 auf Initiative des Antragstellers Prof. Krupp neu gegr¨¹ndeten Laborbereichs Materialdesign und Werkstoffzuverl?ssigkeit. Unter der Leitung des Antragstellers wurde der Laborbereich zwischenzeitlich zu einer der drittmittelst?rksten Einrichtungen der Õý¹æ¶ÄÀºÇòÈí¼þ ausgebaut. Der Bereich verf¨¹gt ¨¹ber ein

umfangreiches Werkstoffpr¨¹fungslabor, eine moderne Metallographie, einschl. hoch aufl?sender analytischer Rasterelektronenmikro-skopie, sowie ein Gie?- und Schwei?techniklabor. 15 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter stellen neben einem anspruchsvollen Lehrprogramm eine effiziente Forschungs- und Transferleistung des Laborbereichs sicher.

Neben den weiter unten skizzierten langfristigen Forschungsprojekten handelt es sich dabei um Auftr?ge zur Entwicklung neuer Werkstoffe, W?rmebehandlungs- und F¨¹geverfahren f¨¹r Industrieunternehmen, darunter die Siemens AG, die Robert Bosch GmbH, die Voestalpine BWG oder die Georgsmarienh¨¹tte Stahl GmbH in unmittelbarer N?he. Unter dem Dach verschiedener Fachgesellschaften, wie dem VDI oder der DGM, organisiert der Laborbereich regelm??ige Arbeitskreissitzungen und wissenschaftliche Symposien. Als Partner der Schwei?technischen Lehr- und Versuchsanstalt (SLV) Hannover bietet er im Rahmen seiner Lehrveranstaltungen denersten Teil der Ausbildung zum Schwei?fachingenieur an. Ferner gestaltet der Laborbereich aktiv internationale Zusammenarbeit: Regelm??ig beteiligen sich Studierende und Wissenschaftler aus allen Teilen der Erde an den Forschungsprojekten des Antragstellers. Aktuell bestehen enge Partnerschaften mit der Universidad de Rosario, Argentinien, und der Universida de Seville, Spanien, ¨¹ber Austauschprogramme des DAAD und der IAESTE sowie ein Alexander von Humboldt-Forschungsstipendium. Durch englischsprachige Lehrveranstaltungen im Master-Bereich bem¨¹ht sich der Antragsteller um die weitere Etablierung des internationalen Austauschs. Forschungsschwerpunkte des Laborbereichs Materialdesign und Werkstoffzuverl?ssigkeit sind die Identifikation von Sch?digungsmechanismen und deren Korrelation mit der Mikrostruktur metallischer Werkstoffe und F¨¹geverbindungen. Zielsetzung ist dabei die Ableitung mechanismenorientierter Modellierungskonzepte, die zum einen f¨¹r die Lebensdauervorhersage komplex beanspruchter Bauteile, aber auch f¨¹r die gezielte Werkstoffoptimierung, z.B. durch W?rmebehandlungen, eingesetzt werden k?nnen. Grundlage solcher Konzepte sind die Ergebnisse mechanischer Versuche und Korrosionstests unter definierten Bedingungen auch bei hohen Temperaturen an ausgew?hlten Werkstoffgruppen. Die daraus resultierenden Daten werden mit den entsprechenden mikrostrukturellen Ver?nderungen in Zusammenhang gebracht. So kann beispielsweise das nur schwer vorhersagbare oszillierende Wachstum kurzer Erm¨¹dungsrisse auf die mikrostrukturelle Anordnung von Korn- und Phasengrenzen zur¨¹ckgef¨¹hrt werden oder die Ausscheidungstiefe innerer Korrosionsprodukte auf die chemische Zusammensetzung des Substrats. Die Korrelation der Sch?digungsmechanismen mit charakteristischen Kennwerten der Werkstoffmikrostruktur, wie Korngr??e, Kornorientierung, kritische Spannungen, Diffusionskoeffizienten, L?slichkeiten etc., erm?glichte in der Vergangenheit die Entwicklung leistungsstarker Simulationsprogramme sowohl f¨¹r Hochtemperaturkorrosionsprozesse als auch f¨¹r die Erm¨¹dungsrissausbreitung, die in der Fachwelt auf gro?e Resonanz stie?en. Die Forschungsarbeiten des Antragstellers decken dabei einige der wichtigsten metallischen Konstruktionswerkstoffe ab:

Aluminiumgusswerkstoffe im F¨¹geverbund mit Aluminiumknetlegierungen, Titanlegierungen als biokompatible, zellulare Implantatk?rper und im Flugzeugbau, Duplexst?hle, bainitische St?hle, ein- und polykristalline Nickelbasis-Superlegierungen, sowie pulvermetallurgisch hergestellte Aluminium-FeZn-Spinell-Kompositwerkstoffe als Materialneuentwicklung