Lehrinhalte
Verbundwerkstoffe:
- Systematik der Verbundwerkstoffe und komplexe Vorgänge der Wechselwirkung (chemisch, mikrostrukturell und mechanisch) zwischen den am Werkstoffverbund beteiligten Komponenten
- Systematik der Einteilung der Verbundwerkstoffe, Verstärkungsmaterialien, Matrixwerkstoffe, Grenzfläche
- Verbunde mit metallischer, keramischer und polymerer Matrix
- Metallmatrix-Verbundwerkstoffe
- Beispiele von Verbundwerkstoffen im Maschinen-, Fahrzeug-, Triebwerksbau sowie in der Luft- und Raumfahrt
Hochtemperaturwerkstoffe:
(Historischer) Einsatz, Herstellung, Mikrostruktur, Optimierung, Eigenschaften, Charakterisierungsmethoden
Hochtemperaturwerkstoffe
Historische Entwicklung
Phasen und Phasendiagramme
Festigkeitsmechanismen (vor allem Ausscheidungshärtung)
Ni-Basis-Superlegierungen: Herstellung, Wärmebehandlung, Mikrostruktur, Floßbildung, Oxidation&Korrosion
Intermetallische Legierungen: Ti-Al
Co-Re-Legierungen
Titanlegierungen
Hochentropie-Legierungen
Charakterisierungsmethoden: REM, TEM, APT, XRD, SANS. Zugversuche, Kriechen.
Wärmedämmschichten
Grundlagen, Praxis und Trends für Kupferbasiswerkstoffe:
Kupfer und seine Legierungen sind unverzichtbarer Bestandteil der Werkstoffpalette für klassische ebenso wie für neue Anwendungen.
Sein breites Anwendungsspektrum verdankt Kupfer den umfangreichen Möglichkeiten, durch Variation von Gefüge, Mikrostruktur und damit auch die resultierenden Eigenschaften von Kupferbasiswerkstoffen über deren chemische Zusammensetzung sowie Herstellung und Verarbeitung. Ungeachtet der langen Historie und breiten Anwendung von Kupferbasiswerkstoffen bleibt auch in der Gegenwart viel Potential für weiter- und tiefergehende Untersuchungen zum besseren Verständnis von Kupferbasislegierungen.
In der Vorlesung werden umfangreiche Grundlagen der Kupferbasiswerkstoffe vermittelt. Insbesondere wird anhand verschiedener Beispiele erläutert, wie Mikrostruktur und Gefüge sowie Werkstoffeigenschaften sich gegenseitig bedingen. Anhand der Werkstoffzusammenhänge werden die Stellschrauben aufgezeigt, um Kupferbasislegierungen immer wieder für bekannte und neue Anwendungen weiter- oder ganz neu zu entwickeln.
Aluminium: Herstellung, Verwendung und Recycling von Al-Knetwerkstoffen:
Aluminium ist heute das am zweit häufigsten verwendete Metall. Der Reiz dieses Werkstoffes liegt in der Vielfalt seiner Eigenschaften, z.B. seiner geringen Dichte, guten Umformbarkeit, hohen Korrosionswiderstandes und der Möglichkeit, diese für anspruchsvolle Bauteile gezielt Prozesstechniken metallischer Werkstoffe zu kombinieren.
Das Modul beschäftigt sich mit den metallkundlichen Grundlagen der Gewinnung des Aluminiums aus Bauxit bis hin zum Hüttenmetall. Von den möglichen, nachgeschalteten technischen Gießverfahren wird insbesondere das vertikale Stranggießen unter metallurgischen und qualitätsrelevanten Kriterien beleuchtet. Aus dem großen Spektrum der Umformtechniken wird in dieser Vorlesung die Druckumformung durch Walzen detaillierter betrachtet. Über Warm- und Kaltwalzprozesse werden Knethalbzeuge wie Platten, Bleche und Bänder, aber auch Folien, die historisch gesehen nicht zu den Halbzeugen gehören, hergestellt. Ein solides technisches Verständnis des Walzens auch unter dem Aspekt der Modellierung soll dem Hörer einen Einblick verschaffen, wie auf der Basis dieses Umformprozesses in Kombination mit geeigneten thermomechanischen Prozessen eine Vielzahl physikalischer und chemischer Eigenschaften eingestellt werden können. Diese Bandbreite der Eigenschaften ist den späteren Bedürfnissen des Halbzeuges im Hinblick auf Festigkeit, Umformbarkeit, Korrosionswiderstand oder auch Recyclierbarkeit optimal angepasst. Damit hält das, zugegebenermaßen vielleicht etwas langweilig aussehende, Halbzeug Einzug in ein Meer von Anwendungen. Zahlreiche Beispiele aus der Industrie, z.B. Automobil, Verpackung, Fassaden und Lithographiebereich, werden dies belegen. Um den Kreis zu schließen, wird eine weitere Stärke des Aluminiums, seine Recyclierbarkeit, diskutiert.
