In Situ Beobachtung von Materialprozessen in Blechen mit Plattenresonanzen und Laser-Ultraschall (de)
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Abstract:
Bleche durchlaufen in der Produktion thermisch und mechanisch induzierte Materialprozesse. Typische Beispiele sind Phasenumwandlungen, Rekristallisationsvorgänge oder Ausscheidungsprozesse. Diese werden entweder gezielt verwendet, um Eigenschaften einzustellen, oder sie treten als zu kontrollierender Nebeneffekt auf. Beispiele hierfür sind Änderungen der Eigenschaften durch formgebende Verfahren oder Alterung. Wertvolle Einblicke in den aktuellen Materialzustand oder die Kinetik eines Prozesses zu erhalten ist oft mit hohem praktischem Aufwand in Form von ex-situ Untersuchungen an Schliffbildern verbunden. Mit Laser-Ultraschall ist es möglich, resonante elastische Wellen in Blechen zu erzeugen und zu messen. Aus Frequenz und Form der Resonanzspektren können elastische Eigenschaften und Dämpfung des Materials bestimmt werden. Anwendungstechnisch interessant ist, dass dies in situ, an unvorbereiteten, sich bewegenden und heißen Proben mit hoher Wiederholgenaugkeit möglich ist. Wir zeigen, wie damit die Phasenumwandlung in Stahl, die Kaltauslagerung von Aluminiumlegierungen und die Änderung der elastischen Eigenschaften während der plastischen Dehnung von verschiedenen Leichtmetallen beobachtet werden kann.