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Anisotropes Rissausbreitungsverhalten einer freiformgeschmiedeten, hochfesten AA7010-T7652 Legierung

Strohmann, Tobias und Breitbarth, Eric und Besel, Michael und Zaunschirm, Stefan und Requena, Guillermo (2019) Anisotropes Rissausbreitungsverhalten einer freiformgeschmiedeten, hochfesten AA7010-T7652 Legierung. Werkstoffwoche 2019, 18.-20. September 2019, Dresden.

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Kurzfassung

Die Schadenstoleranz von hochfesten Aluminiumlegierungen ist ein sicherheitsrelevantes Auslegungskriterium bei Strukturbauteilen eines Flugzeugs. Die Mikrostruktur des Werkstoffes bestimmt dabei maßgeblich dessen (Ermüdungs-) Rissausbreitungsverhalten. Die Ermüdungsrissausbreitung einer freiformgeschmiedeten, hochfesten AA7010-T7652 Legierung wurde in drei Orientierungen (L-T, T-L, 45°) in einem Lastbereich von ca. 5-30 MPa√m untersucht. Das Gefüge, die Textur sowie Bruchflächen und sekundäre Ermüdungsrisse wurden ergänzend dazu mittels 2D Mikroskopie (REM, EBSD) und 3D Röntgen Computer Tomografie ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen einen Wechsel des Rissfortschrittmechanismus abhängig von der Rissfortschrittsgeschwindigkeit da/dN. Die Kornmorphologie in den drei untersuchten Orientierungen kann auf der Bruchfläche für kleine Rissfortschrittsgeschwindkeiten da/dN<0,1 µm/Zyklus eindeutig identifiziert werden. Dabei sind die Körner faserartig in L-Richtung gestreckt und liegen quasi-globular in der TS-Ebene. Konsistent zu diesem Unterschied der Morphologie der Bruchflächen, zeigen die drei Orientierungen deutliche Differenzen von bis zu 50 % im Rissschließverhalten für kleine Lasten (∆K<10 MPa√m). Darüber hinaus wurde der Einfluss von eisenhaltigen Primärphasen (Al7Cu2Fe-Typ) analysiert. Die stark in L-Richtung gestreckte Form dieser Partikel führt zum einen zu einem vergleichsweise frühen Restgewaltbruch in der T-L und 45° Variante. Zum anderen wird im Zusammenhang mit diesen Primärphasen eine verstärkte Sekundärrissbildung in der L-T Probe beobachtet, welche mit einer Veränderung des tatsächlichen Spannungszustandes der primären Rissspitze und daraus resultierend mit einem Absinken der Rissfortschrittsgeschwindigkeit einhergeht. Schließlich verdeutlichen die Ergebnisse, dass eine dreidimensionale Bewertung des Gefüges notwendig ist, um mikrostrukturabhängiges Verhalten bzgl. Ermüdungsrissfortschritt in hochfesten Aluminiumlegierungen vorherzusagen.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/130053/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Anisotropes Rissausbreitungsverhalten einer freiformgeschmiedeten, hochfesten AA7010-T7652 Legierung
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Strohmann, TobiasTobias.Strohmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Breitbarth, EricEric.Breitbarth (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3479-9143156384641
Besel, MichaelMichael.Besel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zaunschirm, StefanStefan.Zaunschirm (at) fh-wels.atNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Requena, GuillermoGuillermo.Requena (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aluminiumlegierung, Ermüdungsrissfortschritt, Rissschließen, Anisotropie
Veranstaltungstitel:Werkstoffwoche 2019
Veranstaltungsort:Dresden
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:18.-20. September 2019
Veranstalter :Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt), L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Strohmann, Tobias
Hinterlegt am:14 Nov 2019 17:21
Letzte Änderung:27 Mär 2024 15:07

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