Springe zum Hauptinhalt
Pressestelle und Crossmedia-Redaktion
Pressemitteilungen
Pressestelle und Crossmedia-Redaktion 

Pressemitteilung vom 28.04.2011

Wenn Metalle doch nur gähnen könnten…

Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik beschafft im Rahmen eines Sonderforschungsbereiches ein servohydraulisches Prüfsystem für Ermüdungsversuche

Auch Werkstoffe können ermüden. Im Gegensatz zum Menschen, der dabei gern mal ein hörbares Gähnen von sich gibt, ist einem Bauteil eine Ermüdungsschädigung erst dann wirklich anzumerken, wenn es fast schon zu spät ist. Erst wenn ein Riss zu sehen ist, beispielsweise im Radreifen eines Zuges oder in der Tragfläche eines Flugzeugs, finden Techniker einen warnenden Hinweis darauf, dass das Bauteil der Belastung nicht mehr lange standhalten wird. "Die wirklich wichtigen Vorgänge spielen sich allerdings in Tausenden von Belastungszyklen im Inneren des Materials ab, noch lange bevor auf der Oberfläche ein Riss zu erkennen ist", erklärt Kristin Hockauf, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik (IWW) der TU Chemnitz.

Für viele Werkstoffe ist dieses Ermüdungsverhalten bereits erforscht. Wenn aber neuartige Werkstoffe zum Einsatz kommen - insbesondere in Bauteilen, die für die Sicherheit wichtig sind - muss geklärt sein, dass dem Material nur das zugemutet wird, was es dauerhaft ertragen kann. Am IWW untersuchen die Wissenschaftler im Sonderforschungsbereich 692 "Hochfeste aluminiumbasierte Leichtbauwerkstoffe für Sicherheitsbauteile (HALS)" im Rahmen des Teilprojektes "Festigkeit und Versagen" das Ermüdungs- und Risswachstumsverhalten solcher neuartiger Aluminiumwerkstoffe. Dafür können sie nun auch eine servohydraulische Prüfmaschine der US-amerikanischen Firma MTS nutzen. Diese Anlage im Wert von 160.000 Euro wurde in der zweiten Antragsperiode des Sonderforschungsbereichs der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) angeschafft. "Nur eine solche Maschine kann die Belastungsabläufe über Tausende von Zyklen exakt steuern und die auftretenden Verformungen und Kräfte so genau messen, wie wir sie für die Analyse des Ermüdungsverhaltens brauchen", so Hockauf.

Mit der Anlage führen die Wissenschaftler Versuche an selbstentwickelten ultrafeinkörnigen Aluminiumlegierungen durch. Dazu belasten sie das Material mit wenig Kraft, wiederholen die Belastung aber sehr oft - so lange, bis ein Riss entsteht. "Das kann nach 100, aber auch erst nach 10.000 Durchläufen passieren", so Hockauf. Die beschädigten Proben werden dann unter dem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Dadurch können die Forscher feststellen, wie sich die Mikrostruktur des Materials verändert, bevor es letztlich zum sichtbaren Riss kommt. "Dafür ist eine hohe Regelgenauigkeit der Maschine erforderlich. Nur wenn ganz exakt gemessen wird, können die Versuche reproduziert werden", sagt Hockauf.

"Durch die Versuche können wir nachvollziehen, welche Mechanismen an der Entwicklung eines Schadens beteiligt sind. Wenn wir diese kennen, können wir gezielt an der Verbesserung der Materialien arbeiten, um sie noch sicherer zu machen", erläutert Dr. Thorsten Halle, Leiter des Teilprojekts im Sonderforschungsbereich. So sicher, dass sie nicht ermüden - dass also auch dann nichts zu hören wäre, wenn Metalle gähnen könnten.

Der Sonderforschungsbereich HALS im Internet: http://www.sfb692.tu-chemnitz.de

Weitere Informationen erteilt Kristin Hockauf, Professur für Oberflächentechnik und Funktionswerkstoffe, Telefon 0371 531-36812, E-Mail kristin.hockauf@....

Hinweis für die Medien: In der Pressestelle der TU Chemnitz können Sie honorarfrei themenbezogene Fotos anfordern. Motiv: Der Ermüdung auf der Spur: Kristin Hockauf, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik, untersucht mit dem neuen servohydraulischen Prüfsystem ultrafeinkörnige Aluminiumlegierungen. Fotos: TU Chemnitz/Hendrik Schmidt. Diese Fotos finden Sie auch im Ordner "Forschung" des Online-Bildarchivs der Pressestelle: http://www.tu-chemnitz.de/tu/presse/bilder
  • Blick in einen vollbesetzten Hörsaal.

    Umfangreicher Service für Studieninteressierte

    Für einen optimalen Start ins Wintersemester 2026/2027: TU Chemnitz bietet neben dem Servicetelefon individuelle Beratungsgespräche und Informationen im Internet an – Einschreibung in zulassungsfreie Studiengänge ist noch bis zum 31. Oktober 2026 möglich …

  • Eine Frau blickt in die Kamera

    Workshop bringt Forschung und Praxis zur Sexarbeit zusammen

    Zwölfter Interdisziplinärer Workshop „Kritische Sexarbeitsforschung“ vom 13. bis 15. November 2026 in Chemnitz. Öffentliche Abendveranstaltung lädt zum Austausch zwischen Forschung und Praxis ein …

  • Ein saniertes Gebäude

    Mit KI reden – und 30 Euro für 45 Minuten verdienen

    Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement der TU Chemnitz sucht Versuchspersonen für eine Vor-Ort-Studie zur Interaktion mit KI-gestützten Sprachassistenten …

  • Drei junge Menschen schauen in die Kamera

    TUCgraduate Day am 10. November 2026

    Internationale Forschungsaufenthalte, Netzwerke und Karrierewege sind 2026 die Schwerpunktthemen des TUCgraduate Day der TU Chemnitz – Anmeldung ab sofort möglich …