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Verifikation von Werkstoffmodellen zur Eigenspannungsmodifikation bei SiC-faserverstärkten Titanlegierungen mittels Synchrotronstrahlung

Hausmann, Joachim and Gussone, Joachim and Reinhard, Christina (2013) Verifikation von Werkstoffmodellen zur Eigenspannungsmodifikation bei SiC-faserverstärkten Titanlegierungen mittels Synchrotronstrahlung. In: Verbundwerkstoffe - 19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, pp. 122-130. Conventus GmbH. 19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, 03.-05. Juli 2013, Karlsruhe. ISBN 978-3-00-042309-3

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Abstract

Siliziumkarbidfaserverstärkte Titanlegierungen weisen (TMC - Titanium Matrix Composites) ausgezeichnete statische Festigkeiten und Steifigkeiten auf. Die Ermüdungsfestigkeit erfüllt in einigen Lastfällen jedoch nicht die Erwartungen. Dies wird durch herstellungsbedingte Eigenspannungen verursacht, die in der Titanmatrix vorzeitige Rissbildung begünstigen. Um dieses Verhalten zu verbessern wurden in der Vergangenheit Methoden und Werkstoffmodelle [1, 2] entwickelt, die eine deutliche Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit im HCF-Bereich ermöglichen. Eine nähere Quantifizierung der realen Eigenspannungszustände stand bisher jedoch aus. Im Rahmen einer Messkampagne in der Strahllinie I12 des Elektronensynchrotrons Diamond Light Source Ltd. konnten mittels Röntgendiffraktometrie die Eigenspannungszustände in der Titanmatrix des Verbundwerkstoffs ermittelt werden. Diese werden in Relation mit den Vorhersagen aus analytischen und numerischen Werkstoffmodellen gebracht. Durch eine im Strahlengang aufgebaute Zugprüfeinrichtung wurden auf die Werkstoffproben mehrere Belastungs-Entlastungszyklen aufgebracht und in Abhängigkeit unterschiedlicher Vordehnungen die resultierenden Eigenspannungszustände ermittelt. Im Rahmen des Beitrages werden die Versuchsdurchführung und die durchgeführten Messungen beschrieben. Die Auswertung der Diffraktogramme und die Analyse der Eigenspannungszustände werden vorgestellt. Zum Abschluss erfolgt eine Diskussion und ein Abgleich der Ergebnisse mit den unterschiedlichen Werkstoffmodellen. Referenzen: 1. Hausmann, J.M., Leyens, C., Hemptenmacher, J., Kaysser, W.A.: Optimisation of the fatigue resistance of metal matrix composites. Advanced Engineering Materials, 4 (7) 2002, S. 497-500. 2. Hausmann, J.M., Leyens, C., Kaysser, W.A.: Interaction between cyclic loading and residual stresses in titanium matrix composites. Journal of Materials Science, 39 (1) 2004, S. 501-509.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/85459/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Verifikation von Werkstoffmodellen zur Eigenspannungsmodifikation bei SiC-faserverstärkten Titanlegierungen mittels Synchrotronstrahlung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Hausmann, Joachimjoachim.hausmann (at) dlr.deUNSPECIFIED
Gussone, Joachimjoachim.gussone (at) dlr.deUNSPECIFIED
Reinhard, ChristinaDiamond Light Source Ltd.UNSPECIFIED
Date:3 July 2013
Journal or Publication Title:Verbundwerkstoffe - 19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Refereed publication:Yes
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Page Range:pp. 122-130
Editors:
EditorsEmail
Wanner, AlexanderKIT Karlsruhe
Weidenmann, Kay-AndreKIT Karlsruhe
Publisher:Conventus GmbH
ISBN:978-3-00-042309-3
Status:Published
Keywords:Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, Eigenspannungen, Synchrotronstrahlung, Diffraktometrie
Event Title:19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Event Location:Karlsruhe
Event Type:national Conference
Event Dates:03.-05. Juli 2013
Organizer:Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Propulsion Systems (old)
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ER - Engine Research
DLR - Research theme (Project):L - Fan and Compressor Technologies (old)
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Materials Research > Metallic Structures and Hybrid Material Systems
Deposited By: Hausmann, Dr.-Ing. Joachim
Deposited On:19 Nov 2013 13:19
Last Modified:08 May 2014 23:29

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