Hochfestigkeit und Duktilität von teilamorphen und nanostrukturierten vielkomponentigen Eisen-Basislegierungen

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Massive metallische Gläser verformen bei Raumtemperatur inhomogen. Die plastische Verformung ist in Scherbändern lokalisiert, der Hauptanteil des Materials wird plastisch nicht verformt. Obwohl die plastische Verformung innerhalb eines Scherbandes sehr groß ist, ist die erreichte plastische Gesamtdehnung der metallischen Gläser äußerst gering. Signifikante Verbesserungen der plastischen Eigenschaften können durch Entwicklung einer Legierung mit einer in situ gebildeten duktilen kristallinen Phase unter Beibehaltung der glasartigen Matrix oder in Kombination mit einer nanokristallinen Matrix erzielt werden. Dabei werden die hohe Festigkeit und das gute elastische Verhalten der amorphen oder nanoskaligen Phase vorteilhaft mit plastischer Verformung und Verfestigung der duktilen kristallinen Phase gekoppelt. Ausgangsbasis in diesem Projekt ist eine vielkomponentige massivglasbildende Fe-Basislegierung, die sich durch hervorragende Festigkeit (Rm > 3000 MPa) bei beachtlicher elastischer Dehnung (ε0,2 > 2 %) auszeichnet. Sie wird mittels Kupferkokillenguß hergestellt. Legierungsmodifikationen sollen die Bildung einer duktilen dendritischen Phase bewirken, die das plastische Verhalten der Legierung deutlich verbessern wird. Die Phasenbildungsprozesse werden u.a. mit XRD und TEM charakterisiert. Die Wechselwirkung zwischen Struktur und mechanischen Eigenschaften soll im Ergebnis der Arbeit beschrieben und die Eignung als Strukturwerkstoff abgeschätzt werden.