Untersuchung der erreichbaren mechanischen Eigenschaften von Aluminiumwerkstoffen bei Laserkurzzeiterwärmung

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Das wesentliche Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die durch eine Kurzzeiterwärmung mittels Laserbestrahlung hervorgerufenen strukturellen Veränderungen in der Gefügegrob- und Mikrostruktur sowie deren Beeinflussung der mechanischen Kennwerte quantitativ zu erkennen und miteinander zu verknüpfen. Dadurch wird die Entwicklung durchgängiger Korrelationsbeziehungen zwischen den für die Kurzzeiterwärmung verwendeten Laserparametern und den durch die veränderten Gefüge- und Mikrostrukturen beeinflußten mechanischen Kennwerten ermöglicht. Im Rahmen der Fortsetzung dieses Vorhabens werden umfangreiche werkstoffkundliche Analysen der sich einstellenden Gefügegrob- und Mikrostrukturen sowie der lokalen mechanischen Eigenschaften nach Kurzzeiterwärmung durch einen Excimerlaser durchgeführt. Hiermit kann der bei der Excimer-Laserstrahlumformung wirkende Formänderungsmechanismus durch Gefüge-Eigenschaftskorrelationen geklärt werden und die Gültigkeit der entwickelten Korrelationsbeziehungen für einen großen Bereich von Temperaturgradienten und Umformgeschwindigkeiten nachgewiesen werden. Durch die Korrelation des Gefüges mit den lokalen, mechanischen Eigenschaften, deren Vergleich mit den gemessenen integralen Bauteilfestigkeiten und der Integration der abgeleiteten Festigkeitsansätze in die numerische Prozeßsimulation wird die Erstellung von kurzzeitmetallurgischen Gefüge-Mechanismus-Karten ermöglicht sowie eine Basis für die Vorhersage der zu erwartenden Bauteileigenschaften in Abhängigkeit der verwendeten Laserparameter geschaffen.