Entwicklung einer Mess- und Auswertestrategie zur Ermittlung der Ortsraumeigen- spannungsverteilung oij(z) in randzonenbearbeiteten Werkstoffen mit Beugungs- verfahren

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Die Herstellung und Bearbeitung vielkristalliner Werkstoffe führt zur Entstehung langreichweitiger Makro- und Mikroeigenspannungsgradienten, die sich praktisch über den gesamten Bauteilquerschnitt erstrecken. Diese lassen sich in technischen Bauteilen gezielt einstellen, wodurch ihrer Analyse eine zentrale Bedeutung zukommt. Gegenstand des Forschungsvorhabens bildet die Erarbeitung und Verifizierung einer gesamtheitlichen Mess- und Auswertestrategie zur Analyse von Eigenspannungsverteilungen ij(z) im Ortsraum in unterschiedlichen Tiefen unter der Werkstoffoberfläche. Im Gegensatz zu den bisher eingesetzten Strain-Scanning-Methoden besteht der Grundgedanke der angestrebten Vorgehensweise darin, die strahlbegrenzenden Blendensysteme an die zu untersuchende Probe zu koppeln. Auf diese Weise lassen sich im Reflexionsmodus in verschiedenen Messrichtungen Gitterabstandstiefenprofile d(hkl, z) ermitteln, ohne dabei die Form sowie Orientierung des Messvolumenelementes bezüglich des Probensystems zu verändern. Die zu entwickelnde Methodik, die eine Bestimmung von Eigenspannungen innerhalb eines definierten Volumenelements nach Art der sin2 -Methode erlaubt und damit ein echtes Stress-Scanning im Ortsraum gestattet, soll in jeweils angepasster Form sowohl mit Laborröntgenquellen als auch mittel- und hochenergetischer Synchrotronstrahlung einsetzbar sein. Bei der Auswahl des Untersuchungsmaterials ist vorgesehen, durch eine gezielte Auswahl an Werkstoffen (Stahl, Keramiken) und Bearbeitungsverfahren (Schleifen, Kugelstrahlen) eine große Matrix an möglichen Werkstoffzuständen mit Praxisrelevanz abzudecken.