Ausgezeichnete Stahlforschung von Chemnitzer Studenten
Christian Illgen erhielt den 1. Preis des Dörrenberg StudienAWARD 2015 für seine Studienarbeit
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TU-Student Christian Illgen (l.) bei der Urkundenübergabe des 1. Platzes des diesjährigen Dörrenberg StudienAWARD durch Prof. Dr. Hans-Werner Zoch (r.), Geschäftsführender Direktor Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Bremen. Im Hintergrund sind die weiteren Jurymitglieder Dr. Frank Stahl (l.), Geschäftsführer Dörrenberg Edelstahl GmbH, und Dr. Christoph Escher, Leiter Qualitätszentrale / Zentrale Werkstofftechnik, Dörrenberg Edelstahl GmbH und Lehrbeauftragter an der Ruhr-Universität Bochum, zu sehen. Foto: Dörrenberg GmbH -
Mithilfe dieses einzigartigen Versuchsaufbau war es Christian Illgen möglich, sowohl Zug- als auch Druckversuche an ein Millimeter dünnen Blechen durchzuführen, ohne dass diese knicken. Die Kämme vor der Probe verhindern das Ausknicken. Methoden zur Reibungsminimierung hat Illgen dabei in seiner Studienarbeit untersucht. Bild: Christian Illgen
Die Firma Dörrenberg Edelstahl GmbH verleiht jährlich den StudienAWARD für die besten Studien-, Semester-, Seminar-, Projekt- und Bachelorarbeiten Deutschlands im Bereich Stahl. Inhaltlich können die eingereichten Arbeiten von der Stahlherstellung über Stahlverarbeitung, Stahlguss, Wärmebehandlung, Randschichtbehandlung oder Beschichten bis hin zu besonderen Stahleigenschaften reichen. Die Studienarbeit „Lastpfadänderung bei einachsigen Versuchen der Werkstoffe DC06 und EN AW-1050“ von Christian Illgen, Student der TU Chemnitz im Bachelorstudiengang Maschinenbau und studentische Hilfskraft an der Professur Werkstofftechnik, wurde von einer Fachjury zunächst unter die besten fünf Arbeiten gewählt. Eine Einladung zur Endrunde mit Präsentation der Ergebnisse am 26. Februar 2015 in Engelskirchen bei Köln folgte, wo über die Vergabe des mit insgesamt 10.000 Euro dotierten Preises entschieden wurde. Dort konnte Christian Illgen die Fachjury auch persönlich von seinen Fähigkeiten und den Ergebnissen seiner mit „sehr gut“ bewerteten Studienarbeit überzeugen und sich am Ende über den 1. Platz freuen.
„In meiner Studienarbeit habe ich mich mit Zugversuchen und anschließenden Druckversuchen an Blechwerkstoffen beschäftigt. Dabei konnten wir nach dem Wechsel der Belastungsrichtung von Zug zu Druck Fließspannungsunterschiede nachweisen. Dieser Effekt – der sogenannte Bauschinger-Effekt – ist einer der ältesten bekannten Effekte der Werkstoffkunde. Seine Ursachen sind dennoch bis heute noch nicht vollständig geklärt“, sagt Illgen, dessen Studienarbeit von Markus Härtel, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Werkstofftechnik, betreut wurde. Generell sind Zug- und Druckversuche in der Werkstofftechnik nichts Besonderes, aber zyklische Zug-Druckversuche an ein Millimeter dicken Blechen stellen eine echte experimentelle Herausforderung dar. Man stelle sich zum Vergleich ein Blatt Papier vor: Das Ziehen ist kein Problem, aber beim Zusammendrücken zerknittert es. Ähnlich ist es beim Blech. Durch das ungünstige Längen-zu-Dicken-Verhältnis knickt das dünne Blech unter Druck sehr schnell aus. Um dieses Ausknicken zu verhindern, wurde ein spezielles Werkzeug mit Klemmbacken konzipiert. Durch die Klemmbacken entsteht jedoch Reibung an der Probe, wodurch die Messwerte verfälscht werden. „Meine Aufgabe bestand darin, Methoden zu untersuchen, die die Reibung minimieren, und reproduzierbare Versuche durchzuführen. Am Ende konnten wir eindeutige Bauschinger-Effekte nachweisen und diese auch quantitativ auswerten“, resümiert Illgen. „Das Werkzeug ist eine von nur sehr wenigen funktionstüchtigen Entwicklungen dieser Art weltweit. Wir werden die Ergebnisse dieser Arbeit demnächst in einer Fachzeitschrift veröffentlichen und auf der „International Conference on the Strength of Materials“ im August in Brünn präsentieren“, sagt der betreuende Hochschullehrer, Prof. Dr. Martin F.-X. Wagner, und ergänzt: „Vor allem aber freue ich mich, dass unsere grundlagenorientierte Forschung an Stahlwerkstoffen für unsere eigentlichen Adressaten – die Studierenden – spannend ist und dann auch noch derartige Früchte trägt.“
Christian Illgen bleibt auch im Rahmen seiner Bachelorarbeit dran am Bauschinger-Effekt. Jedoch wird jetzt nicht mehr einachsig an den Blechen gezogen und gedrückt, sondern in zwei Richtungen gleichzeitig. Die Chemnitzer Werkstoffwissenschaftler erhoffen sich daraus neue Erkenntnisse über den scheinbar alten Bauschinger-Effekt.
Weitere Informationen erteilt Markus Härtel, Telefon 0371 531-32532, E-Mail markus.haertel@mb.tu-chemnitz.de.
(Autor: Markus Härtel)
Katharina Thehos
03.03.2015
