Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 30: Kristallplastizität III

M 30.2: Vortrag

Freitag, 27. März 1998, 10:30–10:50, H 38

Nanohärtemessung im Kraftmikroskop an ausgewählten Superlegierungen — •M. Kempf, M. Göken und H. Vehoff — Universität des Saarlandes, FB 15 Werkstoffwissenschaft, Geb. 43 B, Postfach 151150, D-66041 Saarbrücken

Die Kombination eines Nanohärteprüfers mit einem Rasterkraftmikroskop ermöglicht die lokale Untersuchung mechanischer Eigenschaften von Werkstoffen. Die Oberfläche der Probe wird mit einer Diamantpyramide als Spitze abgebildet. In dieser Topographieaufnahme können Positionen ausgewählt werden, an denen mit dem Diamanten Nanohärteeindrücke erzeugt werden. Aus der resultierenden Kraft-Eindring-Kurve lassen sich die Härte und der reduzierte E-Modul an dieser Probenstelle lokal bestimmen.

Mit dieser Technik wurden Härte und Elastizitätsmoduli der einzelnen Phasenbestandteilen von Superlegierungen (CMSX-6, Waspaloy) bestimmt. Dabei zeigt sich ein deutlicher Unterschied in der Härte zwischen γ′-Phase und der weicheren Matrix. Der reduzierte E-Modul ist in beiden Phasen ungefähr gleich groß. Härteeindrücke mit abnehmender Belastungskraft zeigen eine deutliche Zunahme in Härte und E-Modul. Dies deutet auf eine Oxidschicht mit sehr unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften hin. Desweiteren werden Nanohärtemessungen von NiAl-Einkristallen unter hohen mechanischen Spannungen vorgestellt, um den Einfluß von elastischen Spannungen auf Härtemessungen zu untersuchen.