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Computersimulation von Versetzungsbewegungen in unterschiedlichen Hindernisanordnungen
Ausscheidungshärtung ist eine wichtige Methode zur Erhöhung der kritischen Schubspannung (CRSS) eines Materials. Die Simulation der Versetzungsbewegung in Kristallen stellt eine Möglichkeit dar, die zugrundeliegenden Mechanismen zu untersuchen. Dabei kann beispielsweise die Abhängigkeit der CRSS von vielen Ausscheidungs- und Kristallparametern einzeln oder auch in Überlagerung bestimmt werden. Hierzu wird die Bewegung von Versetzungen in einer Gleitebene durch Felder realistisch angeordneter Ausscheidungen simuliert. Gegenüber analytischen Härtungsmodellen und früheren Simulationen kann dabei auf viele einschränkende Annahmen verzichtet werden; so sind die Versetzungen beispielsweise auf der Basis ihrer elastischen Selbstwechselwirkung modelliert. Im vorliegenden Beitrag werden neben der Simulationsmethode auch die Erzeugung von Hindernisanordnungen vorgestellt, die im wesentlichen der einer Ostwald-gereiften Probe entsprechen. Schließlich werden Simulationsergebnisse zu kugelförmigen. kohärenten Ausscheidungen vorgestellt, die über eine konstante Hindernisspannung im Inneren mit den Versetzungen wechselwirken, wie dies z.B. in den ferngeordneten Gamma-Partikeln der Nickelbasis-Superlegierung NIMONIC PE16 der Fall ist. Wichtigster Variationsparameter ist dabei der mittlere Radius der Hindernisse.