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Ausbreitungsverhalten kurzer Risse in Magnesiumwerkstoffen

In-situ-Untersuchungen zum Risswachstum in der Magnesiumdruckgusslegierung AM60B
  • Gerhard Biallas

    Dr.-Ing. Gerhard Biallas, Jahrgang 1963, studierte Maschinenbau an der Universität Essen und war dort anschließend wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Werkstofftechnik. Nach einer Tätigkeit als Jungwissenschaftler (Post-Doktorand) am Institut für Werkstoff-Forschung des DLR ist er seit Oktober 1999 als Oberingenieur am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der Universität Paderborn beschäftigt.

         , Hans Jürgen Maier

    Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier, Jahrgang 1960, studierte Werkstoffwissenschaften an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Die Promotion erfolgte 1990 am Lehrstuhl für Korrosion und Oberflächentechnik. Von 1990 bis 1993 leitete er die Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie am Lehrstuhl für Allgemeine Werkstoffeigenschaften der FAU. Mit der Ernennung zum Oberingenieur im Jahre 1993 übernahm er die Leitung der Arbeitsgruppe Materialermüdung am Institut für Werkstofftechnik der Universität Siegen. 1996 verbrachte er einen einjährigen Forschungsaufenthalt am Dept. of Mechanical & Industrial Eng. der University of Illinois, USA. Im März 1999 erfolgte die Berufung auf den Lehrstuhl für Werkstoffkunde an der Universität Paderborn.

         , Mark Essert

    Dipl.-Ing. Mark Essert, Jahrgang 1973, studierte Maschinenbau an der Universität Paderborn und arbeitet seit November 2003 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der Universität Paderborn.

         and Kenneth A. Gall

    Prof. Kenneth A. Gall erwarb seinen BS, MS und PhD im Fach Maschinenbau an der University of Illinois in Urbana-Champaign in den Jahren 1995, 1996 und 1998. Danach arbeitete er für ein Jahr als PostDoc in den Sandia National Laboratories. 1999 wurde er Assistant Professor of Mechanical Engineering an der University of Colorado at Boulder und ist dort zur Zeit Associate Professor. Er befasst sich mit der Verformung und Schädigung technischer Werkstoffe, wobei der Schwerpunkt auf der Werkstoffmodellierung von der Mikrometerskala bis hin zu makroskopischen Abmessungen liegt. Er wurde mit dem Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers (PECASE) sowie mit dem College und dem Campus Wide Teaching Award ausgezeichnet.
Published/Copyright: March 5, 2022
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Materials Testing
From the journal Materials Testing Volume 46 Issue 7-8

Abstract

In der Magnesiumdruckgusslegierung AM60B sind kurze Risse bei Spannungsintensitäten unterhalb des Schwellenwertes für lange Risse und teilweise sogar unterhalb des effektiven Schwellenwertes ausbreitungsfähig. Wechselwirkungen zwischen Mikrostruktur und Ausbreitungsverhalten wurden auch noch bei Rissen einer Größe von mehr als 0,4 mm beobachtet. Im Bereich der Dendritengrenzen, die aus aluminiumreicherer α-Phase und der β-Phase Al12Mg17 bestehen, und in der Umgebung intermetallischer Phasen vom Typ AlMnSi wurde auch das Wachstum von Rissen dieser Größenordnung noch verlangsamt und teilweise sogar gestoppt. Bei vergleichbaren Rissgrößen und Spannungsintensitäten waren die mittleren Wachstumsraten deutlich größer als in Aluminiumdruckguss.

Summary

In cast AM60B magnesium short cracks were observed to grow at stress intensities below the long crack threshold or even below the effective threshold, respectively. The crack growth behavior was affected by the present microstructure ahead of the crack tip up to a crack length of more than 0.4 mm. The dominant microstructural features that retarded or even stopped crack growth were AlMnSi intermetallic phases and dendrite boundaries, which consist of aluminum rich α phase and β phase Al12Mg17 . For identical crack sizes and stress intensities, crack growth rates were distinctly higher compared to those of cast aluminium.

Der Text basiert auf einen Beitrag zur 36. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge [1], enthält jedoch zusätzlich neue Messergebnisse für kürzere Risse.

About the authors

Dr.-Ing. Gerhard Biallas

Dr.-Ing. Gerhard Biallas, Jahrgang 1963, studierte Maschinenbau an der Universität Essen und war dort anschließend wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Werkstofftechnik. Nach einer Tätigkeit als Jungwissenschaftler (Post-Doktorand) am Institut für Werkstoff-Forschung des DLR ist er seit Oktober 1999 als Oberingenieur am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der Universität Paderborn beschäftigt.

Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier

Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier, Jahrgang 1960, studierte Werkstoffwissenschaften an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Die Promotion erfolgte 1990 am Lehrstuhl für Korrosion und Oberflächentechnik. Von 1990 bis 1993 leitete er die Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie am Lehrstuhl für Allgemeine Werkstoffeigenschaften der FAU. Mit der Ernennung zum Oberingenieur im Jahre 1993 übernahm er die Leitung der Arbeitsgruppe Materialermüdung am Institut für Werkstofftechnik der Universität Siegen. 1996 verbrachte er einen einjährigen Forschungsaufenthalt am Dept. of Mechanical & Industrial Eng. der University of Illinois, USA. Im März 1999 erfolgte die Berufung auf den Lehrstuhl für Werkstoffkunde an der Universität Paderborn.

Dipl.-Ing. Mark Essert

Dipl.-Ing. Mark Essert, Jahrgang 1973, studierte Maschinenbau an der Universität Paderborn und arbeitet seit November 2003 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der Universität Paderborn.

Prof. Kenneth A. Gall

Prof. Kenneth A. Gall erwarb seinen BS, MS und PhD im Fach Maschinenbau an der University of Illinois in Urbana-Champaign in den Jahren 1995, 1996 und 1998. Danach arbeitete er für ein Jahr als PostDoc in den Sandia National Laboratories. 1999 wurde er Assistant Professor of Mechanical Engineering an der University of Colorado at Boulder und ist dort zur Zeit Associate Professor. Er befasst sich mit der Verformung und Schädigung technischer Werkstoffe, wobei der Schwerpunkt auf der Werkstoffmodellierung von der Mikrometerskala bis hin zu makroskopischen Abmessungen liegt. Er wurde mit dem Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers (PECASE) sowie mit dem College und dem Campus Wide Teaching Award ausgezeichnet.

Literatur

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Published Online: 2022-03-05
Published in Print: 2004-07-01

© 2004 Carl Hanser Verlag, München

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  2. Veranstaltungen
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  9. Bruchmechanische Bewertungskonzepte für Bahnkomponenten
  10. Low Cycle Fatigue
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  14. Low Cycle Fatigue
  15. Thermal fatigue life prediction
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  21. Blei, Magnesium, Nickel, Titan, Zink, Zinn und deren Legierungen
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  25. Automatisierung zerstörungsfreier Prüfverfahren für das Bauwesen
  26. Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
  27. Zerstörungsfreie Messmethoden am Hahn-Meitner-Institut
  28. Neue Produkte
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  30. Vorschau
  31. Impressum
https://doi.org/10.1515/mt-2004-0384

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