Prakt. Met. Sonderband 41 (2009) 145
n Dehnun- Untersuchung des Deformationsreliefs an Oberflächen metallischer
cert Werkstoffe mittels konfokaler Mikroskopie zur Beschreibung des
crorisse FlieBverhaltens
s auf — Ris-
clten expe- Co | 5 1 2
i R. Springer’, G. Gershteyn', S. Hoffmann", Fr.-W. Bach’, W. Bleck
chen ! Institut für Werkstoffkunde, Leibniz Universitat Hannover
achse einge- ’ Institut für Eisenhüttenkunde, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
ass sich Ris-
keln.
1 Einführung
Seit kurzem wird neben der Rasterkraftmikroskopie [1] auch die konfokale Mikroskopie zur Analy-
Mikrostruk- se der Oberflächenstrukturen metallischer Werkstoffe eingesetzt. Zu herkömmlichen Beobach-
Werkstoffen, tungsverfahren, wie der Licht- oder Elektronenmikroskopie, bieten diese Methoden die Möglich-
en Genauig- keit, auch Informationen zu Höhen von Oberflächenstrukturelementen zu liefern. Beispielsweise
ichen Belas- können somit Gleitstufenhöhen bestimmt werden, welche durch das Abgleiten von Versetzungen
der Leibniz aus einem Kristall entstehen. Auf diese Weise kann die plastische Verformung charakterisiert wer-
Jul ein wich- den. Die Korrelation zur Spannungsgröße erfolgt über die Analyse der Gleitstufenstruktur (insbe-
ondere niitz- sondere der Gleitbänder). Von entscheidender Bedeutung ist die auf das jeweilige Gleitsystem um-
gerechnete Schubspannung [2], die linear von der Anzahl der Gleitbänder pro Längeneinheit senk-
recht zur Gleitebene abhängig ist [3]. Für kleine Verformungen liegen bereits zahlreiche Arbeiten
zu unterschiedlichen metallischen Werkstoffen vor, in denen diese Thematik mittels licht- und
elektronenmikroskopischer Untersuchungen an gezogenen Einkristallen behandelt wird. Für Alu-
minium sind das beispielsweise die Arbeiten [3-11].
In der vorliegenden Arbeit werden einige Ergebnisse aktueller Untersuchungen von Oberflächen-
rstützung der strukturen an Aluminium und Stahl bei Stauch- und Zugversuchen vorgestellt, zu deren Analyse
04 bzw. des konfokale Mikroskope eingesetzt wurden. Gegenstand der Untersuchungen ist neben einer phéno-
menologischen Charakterisierung der Veränderungen an der Oberfläche eine mathematische Be-
schreibung der Struktur. Langfristiges Ziel ist die Beschreibung des Fließverhaltens metallischer
Werkstoffe bei der Umformung anhand der zerstörungsfreien Beobachtung der Veränderung der
Oberflächenstruktur.
y, 18, 289.
2 Untersuchung an Einkristallen aus Aluminium
Verkstoffe
y, 2007, Die ersten Untersuchungen der Oberflichenstruktur wurden an Einkristallen aus reinem Aluminium
(99,5% Al) vorgenommen. Die Umformung erfolgte schrittweise an Proben mit den Dimensionen
3arthe, B. h=6 mm, a=3 mm und b=3 mm, welche zuvor aus den geziichteten Einkristallen unter Beriicksich-
tigung bestimmter Vorzugsrichtungen (z.B. [110], [100], [012]) heraus präpariert wurden. Die
2009, 2009, Oberfläche der Ausgangsproben wurde geschliffen und poliert. Nach jedem Umformschritt wurde
die Oberfläche der zu untersuchenden Probe gereinigt und anschließend mit einem konfokalen La-
lence 2009,
