Analyse von Bragg-Beugungsprofilen zur Charakterisierung der Mikrostruktur und des Verformungsverhaltens von ein- und vielkristallinem Nickel (PDF)

Die große Herausforderung bei der Analyse von Bragg-Beugungsprofilen zu Charakterisierung der Mikrostruktur und des Verformungsverhaltens von plastisch verformten kfz Metallen besteht in der geeigneten Anpassung der Auswertealgorithmen an die Gegebenheiten der Realstruktur. Das vorgeschlagene Konzept zur Beugungsprofilanalyse trägt der verformungsinduzierten heterogenen Versetzungsanordnung auf unterschiedlichen Maßstabsskalen Rechnung und kann auf Untersuchungen vom Einkristall bis zum nanokristallinen Vielkristall (mittlere Korngröße ≥100nm) angewendet werden. Der erreichte Fortschritt besteht speziell in der voneinander unabhängigen Bestimmung von weitreichenden Eigenspannungen auf makroskopischem, kristallinem und mesoskopischem Strukturniveau, von „lokalen“ Versetzungsdichten auf einem mesoskopischen Strukturniveau sowie von Charakteristika des Korngefüges.
Dieses Konzept wurde auf hochaufgelöst gemessene Bragg-Beugungsprofile angewendet, die nach einsinniger und zyklischer plastischer Verformung in einem weiten Temperaturbereich an Nickel-Ein- und Vielkristallen gemessen wurden. Dabei gelangen der experimentelle Nachweis und die quantitative Bestimmung von Spektren weitreichender Eigenspannungen auf unterschiedlichen Strukturniveaus, die Ausdruck einer inhomogenen plastischen Verformung sind, sowie die Aufdeckung von Zusammenhängen zwischen lokaler Spannung, lokaler Versetzungsdichte und geometrischen Strukturparametern der Versetzungsanordnung. Darüber hinaus konnten Einsichten über den Einfluss der Korngröße auf die Entwicklung der Mikrostruktur und auf die dominierenden Verformungsmechanismen bei einsinniger und zyklischer plastischer Verformung in kfz Metallen gewonnen werden.