Untersuchung des Gleittransfermechanismus an Korngrenzen in kfz-metallenen oligo- und bikristallinen Proben mittels 2D- und 3D-HR-EBSD

Abstract

Mit dieser Arbeit sollte ein zu den etablierten Methoden alternativer Ansatz zur Untersuchung von Versetzungsprozessen auf Tauglichkeit überprüft werden. Dieser basiert auf der Berechnung des Nye- und Disclinationstensor anhand von mittels EBSD gewonnenen Orientierungsdaten, die mit der Methode der high resolution (HR) electron back scatter diffraction (EBSD) aufbereitet wurden. Es sollte untersucht werden, inwiefern der Disclinationtensor Aufschluss über das Relaxationsverhalten von Korngrenzen geben kann. Hierzu wurde dessen Entwicklung bei andauernder Deformation der Korngrenzen durch statische Lasten sowie durch von einem Ermüdungsriss ausgesandten Versetzungen beobachtet. So konnte gezeigt werden, dass der Disclinationtensor sehr sensibel auf Versetzungsprozesse in der Korngrenze reagiert. Zu einer Interpretation dessen Verhaltens empfiehlt sich jedoch die Verwendung einer zusätzlichen Sonde, wie den hier beobachteten Ermüdungsrissen. Des Weiteren wurde mittels 3D-EBSD-Tomographie der vollständige Nye-Tensor eines Teilvolumens eines ermüdeten, bikristallinen Mikrobiegebalkens ermittelt und unter Verwendung verschiedener Randbedingungen nach den Dichten einzelner Versetzungstypen aufgelöst. Hierzu musste eine Methode zur HR-EBSD an dreidimensionalen Orientierungsdatensätzen entwickelt werden, da die bislang einzige hierzu zur Verfügung stehende Software CrossCourt nur zweidimensionale Daten verarbeiten kann. Hierzu wurden aus dem rekonstruierten, dreidimensionalen Datensatz künstliche zweidimensionale Datensätze erstellt. Diese wie auch die Originaldatensätze wurden mittels HR-EBSD aufbereitet und zu einem vollständigen, dreidimensionalen Orientierungsgradienten zusammengeführt. Zwar zeigte sich, dass diese Vorgehensweise sichtbare Artefakte erzeugt, deren Größe jedoch deutlich unterhalb der der abzubildenden Strukturen lag. Die Zerlegung des Nye-Tensors in einzelne Versetzungstypen konnte hingegen keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern.