Konventionell werden Aussagen über die Zugfestigkeit eines Werkstoffes über einen Zugversuch an Makroproben gewonnen. Die Ergebnisse eines Versuches werden üblicherweise in Spannungs-Dehnungs-Diagrammen dargestellt. Im SFB Farbige Zust?nde wird statt mit konventionellen Zugproben allerdings mit kugelf?rmigen Mikroproben gearbeitet.

?Und damit ergibt sich die erste Herausforderung, denn um auf die Spannung zu schlie?en, ben?tigt man eine Bezugsfl?che. Spannung ist n?mlich die Kraft pro Fl?che“, erl?utert Heike Sonnenberg. Und die Querschnittsfl?che einer Kugel ist nicht konstant über ihre H?he. Ebenso ist es schwierig, die Dehnung einer nur millimetergro?en Kugel zu messen.

Heike Sonnenberg hat im Teilprojekt D01 daher ein vereinfachtes Prüfverfahren, die Mikrodruckprüfung, entwickelt. Dieses Verfahren liefert andere Werte als der klassische Zugversuch. Mit der Mikrodruckprüfung an kugelf?rmigen Proben werden so genannte Deskriptoren erhoben, aus denen ebenfalls Rückschlüsse auf die Dehnung, Stauchung oder auch die Spannung im Material bei mechanischer Beanspruchung gemacht werden k?nnen.

Die Zusammenh?nge zwischen diesen Deskriptoren und den klassischen Kennwerten eines Zugversuches wollte Heike Sonnenberg am Beispiel des W?lzlagerstahls 100Cr6 n?her untersuchen. Ihre Ausgangsfrage war: Zeigen die Deskriptoren aus der Druckprüfung an kugelf?rmigen Mikroproben eine vergleichbare Entwicklung in Abh?ngigkeit der Anlasstemperaturen wie die konventionell ermittelte Zugfestigkeit?

Sie konnte die mittlerweile erprobte Hochdurchsatzmethode des SFB nutzen, um schnell an Mikroproben in unterschiedlichen, speziell eingestellten Zust?nden (Einf?rbungen) zu kommen und diese zu untersuchen. Die schnelle W?rmebehandlung und deskriptorbasierte mechanische Charakterisierung innerhalb des SFB führte zu einer sehr hohen Zeiteinsparung im Vergleich zur konventionellen Werkstoffprüfung. Innerhalb kürzester Zeit konnte sie für die Ergebnisse ihrer experimentellen Studie ein vergleichendes Mapping durchführen und feststellen, dass sich für den Spannungsdeskriptor aus der Mikrodruckprüfung ?hnliche Sensitivit?ten erkennen lassen, wie sie in der Literatur für die Werkstoffeigenschaft Zugfestigkeit für den gew?hlten Ausschnitt der W?rmebehandlung beschrieben werden. Der Trend zeigt also in die gleiche Richtung.

?Hier muss natürlich noch tiefer geforscht werden“, sagt Heike Sonnenberg, ?aber wir freuen uns zu sehen, dass wir mit der ?bertragung der ermittelten Deskriptoren auf die makroskopischen Werkstoffeigenschaften einen wichtigen Schritt weitergekommen sind.“

Die Ergebnisse ihrer Arbeit hat sie jetzt in der Open-Access-Zeitschrift Materials publiziert