Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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M: Metallphysik
M 6: Hauptvortrag (M. Heilmaier)
M 6.1: Hauptvortrag
Montag, 22. März 1999, 14:30–15:00, S 8
Die Schwellenspannung in oxiddispersionsgehärteten Werkstoffen — •M. Heilmaier — Inst. f. Festk.– u. Werkst., 01171 Dresden
Bei tiefen Temperaturen (≤ 0.4Tm) verursachen inkohärente, nicht schneidbare Teilchen eine Streckgrenzenerhöhung gegenüber Versetzungsgleiten, die mit dem Orowan-Mechanismus erklärt werden kann. Bei hohen Temperaturen (>0.4Tm) existiert diese Spannungsschwelle (threshold stress σ th) jedoch nicht. Im Gegenteil kriecht der Werkstoff auch unter wesentlich kleineren Spannungen. In diesem Fall hat der Orowan-Mechanismus seine vorherrschende mikrostrukturelle Bedeutung verloren. An seine Stelle sind Modelle für Versetzungsklettern getreten. Aktuelle Modelle für verschiedene Teilchen- und Klettergeometrien werden mit Blick auf die daraus resultierenden Schwellenspannungen auf der Basis eines universellen Parameters, des sog. Kletterwiderstandes R diskutiert. Das wesentliche Ergebnis für fast alle in der Literatur untersuchten oxiddispersionsgehärteten (ODS) Legierungen ist, daß die attraktive Wechselwirkung der Versetzung mit der Teilchen/Matrix-Grenzfläche ( interfacial pinning) und das Ablösen der teilweise relaxierten Versetzungslinie von der Teilchenrückseite die Kinetik der Kriechverformung bestimmen. Unser Konzept beschreibt demzufolge Schwellenspannungen in zwei Schritten: erstens wird σ th als der Teilchenhärtungsbeitrag σ p bestimmt, der zu identischen Kriechraten im teilchengehärteten ODS Werkstoff und im teilchenfreien Matrixreferenzmaterial führt. Zweitens wird der Verlauf von σ p in Abhängigkeit von der angelegten Verformungsgeschwindigkeit bzw. Spannung auf der Basis der oben angesprochenen Mechanismen modelliert. Wir verifizieren unseren Ansatz mit ausgewählten Beispielen zur Hochtemperaturverformung von ODS Platin-, Nickel- und Eisenbasislegierungen.