Modelling fatigue behaviour of bulk nano crystalline materials

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Nanostrukturierte Werkstoffe mit Strukturabmessungen unterhalb von 100 nm weisen vor allem auch im Hinblick auf das mechanische Werkstoffverhalten enormes Potenzial auf. Abgesehen von Nischenanwendungen setzt die Nutzung dieses Potenzials jedoch voraus, daß es gelingt, kostengünstig entsprechende Bauteile mit reproduzierbaren Eigenschaften herzustellen und deren Eigenschaften auch zuverlässig vorherzusagen. Für viele der sich abzeichnenden Anwendungen stellt die dynamische Beanspruchung, die letztlich zur Materialermüdung führt, das entscheidende Versagenskriterium dar. Ziel des Forschungsvorhabens soll daher sein, für Werkstoffe mit Strukturabmessungen im Bereich bis unter 100 nm ein validiertes Werkstoffmodell zu entwickeln, welches es erlaubt, das Materialverhalten unter praxisrelevanten Bedingungen vorherzusagen. Für die Entwicklung dieses Modells muß in einem ersten Schritt ein grundlegendes Verständnis des zyklischen Verformungsverhaltens erarbeitet werden. Hierzu werden systematisch durchgeführte Ermüdungsversuche und eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung der Proben mittels elektronenoptischer und röntgenographischer Verfahren kombiniert. Gezielte in situ Experimente im Elektronenmikroskop sollen schließlich die physikalisch fundierte Modellierung der Schädigungsentwicklung ermöglichen.