Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 433
In Bild 6 ist die Schädigung unter thermischen Ermüdungsbedingungen durch Auswertung der Riß-
dichte und Rißtiefe quantifiziert. Günstig ist eine hohe Rißdichte bei geringer Rißtiefe wie bei
Grauguß.
Rißdichte (T6) Rißtiefe (T6)
0.02 Em 1000 EMI
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9 20 40 60 80 100 | 120 0 20 40 60 80 100 . 120
Zyklenzahl (in Tausend) Zyklenzahl (in Tausend)
Bild 6: Thermische Ermüdung durch Laserpulse mit 14 J Pulsenergie, 0-100.000 Zyklen
Einfluß des Gefüges auf das Temperaturwechselverhalten von MMCs
In den nachfolgenden Diagrammen (Bilder 7a-c) ist die Auswertung der Schädigung unter thermi-
schen Ermüdungsbedingungen bei einer Pulsenergie von 20 J im T6- und T1-Zustand sowie im Zu-
stand nach der Auslagerung bei erhöhten Temperaturen dargestellt. Bild 8 zeigt die Ergebnisse der
Rißtiefe unter Zhermoschockversuchsführung.
Bei der Laser-Temperaturwechselprüfung werden hohe Temperaturen im Brennfleck erreicht. Hö-
here Temperaturen sowie längere Auslagerungszeiten führen zur Bildung der inkohärenten Gleich-
gewichtsphase Mg,Si, die zu einem stabilen Zustand der Matrix fiihrt. Dies zieht eine Abnahme der
Festigkeit (Uberalterung) nach sich [8]. Bei hohen Zyklenzahlen nimmt die Matrix einen Zustand
an, deren Härte dem T1-Zustand oder dem des bei erhöhten Temperaturen ausgelagerten Gefiiges
entspricht. Der Einfluß der Auslagerung bei 460°C auf die Härte ist in Bild 7d dargestellt. In die-
sem Fall gehen die Aushärtungseffekte schon nach 5 Minuten Auslagerungszeit verloren.
Die Al-Matrix mit 22% Al,O; zeigte unter den meisten Priifbedingungen das schlechteste Tempe-
raturwechselverhalten. In bezug auf den Partikelgehalt konnte nicht festgestellt werden, daB sich die
keramische Verstärkung positiv auf die Temperaturwechselbeständigkeit auswirkt. Während die
Festigkeit der Matrix mit zunehmender Zyklenzahl abnimmt, verursachen Al,‚O3-Partikel mögli-
cherweise eine zusätzliche Kerbwirkung in der Matrix. Größere Partikel in der Al-Matrix können
durch ihre schlechtere Grenzflächenanbindung zwischen Partikel und Matrix zu einem schnelleren
Rißfortschritt beitragen.
Eine gewisse Ungenauigkeit der Ergebnisse muß berücksichtigt werden, da die Messung der Rißtie-
fe durch Abtragen des Werkstoffs im Querschliff in Schritten von ca. 0,5 mm erfolgte. Möglicher-
weise wurde dabei die größte Rißtiefe nicht erfaßt.
