SPP 1959 Teilprojekt: Untersuchung der Mikromechanismen des elektroplastischen Effekts in Magnesiumlegierungen mittels Elektronenmikroskopie

Der elektroplastische Effekt (EPE) umfasst all jene Änderungen mechanischer Eigenschaften von Werkstoffen, die durch Impulse hoher Stromdichten (> 1kA/mm²) hervorgerufen werden und nicht auf der Temperaturerhöhung auf Grund des elektrischen Wiederstands beruhen (Abb. 1 zeigt die durch einen Stromimpuls hervorgerufene Entfestigung in Mg).
Im Fokus dieses Projektes stehen die Magnesiumlegierungen AZ31 (96% Mg, 3% Al, 1% Zn), WE43 (92,6% Mg, 4% Y, 3% Seltene Erden, 0,4% Zr) sowie poly- und einkristallines Magnesium als Referenz. Diese Legierungen vereinen eine geringe Dichte (etwa ein Viertel von Stahl) mit hoher Festigkeit, was sie für Anwendungen im Leichtbau interessant macht. Darüber hinaus finden sie aufgrund ihrer  Biokompatibilität Einsatz in der Biomedizintechnik. Nachteilig ist die schlechte Umformbarkeit dieser Werkstoffe. Umformung unter Ausnutzung des EPE ist für diese Materialien vielversprechend. Um die zur Untersuchung dieses Effektes notwendigen, hohen Stromdichten zu erreichen, wird am Institut eine eigens konstruierte Hochstromimpulsanlage betrieben (siehe Abb. 2: a) Hochstromimpulsanlage, b) Universalprüfmaschine, c) Probe zwischen Kontaktplatten).
Ziel dieses Projektes ist es, den Einfluss elektrischer Impulse auf das Verhalten während der Umformung zu untersuchen. Weiterhin sollen grundlegende Erkenntnisse über die zugrundeliegenden Mechanismen des EPE, die noch nicht vollständig verstanden sind, gewonnen werden.