IfW Jahresbericht. Institut für Werkstofftechnik Metallische Werkstoffe Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf

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1 IfW Jahresbericht 2018 Institut für Werkstofftechnik Metallische Werkstoffe Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf

2 Jahresbericht 2018 Sommersemester 2018 Wintersemester 2018/ Ausgabe Universität Kassel Institut für Werkstofftechnik Metallische Werkstoffe Mönchebergstraße 3 Sophie-Henschel-Haus D Kassel fon: +49 (0) (0) fax: +49 (0) web: Wissenschaftlicher Arbeitskreis e.v. der Universitäts- Professoren der Werkstofftechnik Mitglied in: Wissenschaftlicher Arbeitskreis e. V. der Universitätsprofessoren der Werkstofftechnik

3 3 Inhaltsverzeichnis Stahl fliegt Aktuelle Forschungsvorhaben... 5 Promotionen Preise und Auszeichnungen Ehrenkolloquium Prof. Scholtes ZerTech Zentrum für Randschichtanalytik und technik Konferenzen, Tagungen, Fortbildungen, Fachausschusssitzungen Vorträge Veröffentlichungen Neue Geräte / Anschaffungen Abschlussarbeiten Internationale Kooperationen/Studierendenaustausch Lehrveranstaltungen Seminar für Werkstofftechnik Neue Gesichter Externe Doktoranden Mitarbeiter Institutsleben Nachruf Rehbaum Einblicke ins Institut... 56

4 4 Stahl fliegt 2018 Kasseler Studierende des Maschinenbaus schneiden überragend beim Wettbewerb Stahl fliegt 2018 ab Flugobjekte aus Stahl sollen fliegen können? Diese Frage wird der ein oder andere sicher direkt verneinen. Wenn aber junge Studierende ihrer Kreativität freien Lauf lassen können, entstehen Flugobjekte die Rekorde brechen. Die kreativsten Köpfe im Wettbewerb kamen in diesem Jahr aus Kassel. Mit ihren Gleitern konnten sie die Konkurrenz klar dominieren und sicherten sich so die beiden ersten Plätze auf dem Siegertreppchen. Erfolg und Begeisterung für die Disziplinen Maschinenbau und Werkstofftechnik gehen dabei Hand in Hand. Hierzu der leitende Kasseler Wissenschaftler des Projekts Dr. D. Baunack: Es zeigt sich immer wieder, dass wir genau derartige Formate möglichst früh im Studium anbieten müssen um die Begeisterung der jungen Studierenden für die Ingenieursarbeit zu wecken nahmen an dem internationalen Wettbewerb Stahl fliegt neben den Kasseler Studierenden des Maschinenbaus Teams renommierter Institute der RWTH Aachen, der TU Darmstadt, der TU Dortmund, der Universität des Saarlandes und sogar zwei internationale Teams der Ain Shams University (Kairo Ägypten) teil. Am konnten somit 12 Teams Ihre Herangehensweise und Umsetzung der Projektarbeit Fluggerät aus Stahl vor Professoren, Wissenschaftlern, Studierenden und Pressevertretern an der TU Darmstadt präsentierten. 11 Teams durften daraufhin zum praktischen Wettkampf am in den Frankfurter Messehallen antreten. Ziel war es mit einem selbst entwickelten und gefertigten Flugobjekt, hergestellt allein aus Werkstoffen mit mind. 70% Eisenanteil, eine möglichst hohe Kombination aus Flugzeit und Flugstrecke zu erreichen. Das Fachgebiet für metallische Werkstoffe des IfW der Universität Kassel konnte 11 angehende Ingenieure/innen aus Kassel im Rahmen der Lehrveranstaltung Einführung in die Projektarbeit: Bau und Erprobung eines Metallflugzeugs" in drei Teams für den Wettbewerb qualifizieren. Nach dem erfolgreichen Wettbewerb fand T. Wegener, ebenfalls betreuender wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet, die richtigen Worte: Wir bedanken uns bei dem Gastgeber, dem Institut für

5 5 Produktionstechnik und Umformmaschinen der TU Darmstadt, dem Organisator, dem Institut für Bildsame Formgebung der RWTH Aachen, dem Initiator und Förderer, der FOSTA e.v. und natürlich unseren Studenten für eine rundum gelungene Veranstaltung. Link zum Video zur Veranstaltung: Ansprechpartner: Anschrift: Dr.-Ing. Django Baunack Institut für Werkstofftechnik Thomas Wegener, M.Sc. Metallische Werkstoffe Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf Mönchebergstraße Kassel Aktuelle Forschungsvorhaben Additive Fertigung metallischer Komponenten mittels selektivem Elektronenstrahlschmelzen Bearbeiter: Johannes Günther, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , guenther@uni-kassel.de Förderung: Emmy Noether-Programm (DFG) Kooperation: Direct Manufacturing Research Center (DMRC), Universität Paderborn Aktuelle Vorhaben konzentrieren sich auf die grundlagenwissenschaftliche Erforschung des selektiven Elektronenstrahlschmelzens (engl.: Electron Beam Melting, EBM). Die Technologie ist dem selektiven Laserstrahlschmelzen sehr verwandt, wobei hier als Energiequelle ein Elektronenstrahl zur Anwendung kommt, was entsprechende Anforderungen an die Anlagen stellt. Die Forschungen fokussieren sich hauptsächlich auf die Prozess-Mikrostruktur- Eigenschaft-Wechselwirkungen sowie den Einfluss prozessbedingter Problemstellungen, z.b. die den negativen Einfluss verbleibender Porosität im Bauteil sowie einer prozessbedingten rauen Oberfläche auf die statischen und zyklischen Eigenschaften. Bisherige Studien befassten sich u.a. mit den etablierten Werkstoffen Ti-6Al-4V, dessen Ermüdungsverhalten

6 6 nach der Prozessierung mittels Elektronen- bzw. Laserstrahl und den Einfluss interner Kavitäten auf die Ermüdungsfestigkeit. Neueste Untersuchungen befassen sich mit der Prozessierbarkeit der hochlegierten austenitischen Legierung CrMnNi und der damit einhergehenden Erweiterung des Werkstoffportfolios für die additive Fertigung. Es konnte gezeigt werden, dass dieser Werkstoff in vielerlei Hinsicht geeignet ist, derzeitige Herausforderungen im Bereich EBM/SLM zu adressieren, d.h. prozessinduzierte Anisotropie der mechanischen Eigenschaften sowie eine außerordentliche Schadenstoleranz, hervorgerufen durch den TRIP (TRansformation Induced Plasticity) und TWIP (TWinning Induced Plasticity), also die deformationsinduzierte Martensit- bzw. Zwillingsbildung. Nach ersten Vorarbeiten in denen zunächst die generelle Verarbeitbarkeit im Vordergrund stand sollen in weiteren Arbeiten die Prozessfenster gefunden werden, in denen das Spannungsfeld zwischen Dichte der Proben und Verlust flüchtiger Elemente eingeschränkt wird. Dies soll weiterführend zur Realisierung gradierter Werkstoffe mit lokal angepasster Chemie und damit einhergehender Steuerung der Deformationsmechanismen genutzt werden. Aluminium und Aluminiumlegierungen - Werkstoffcharakterisierung Bearbeiter: Förderung: Dr. Seyedvahid Sajjadifar Tel.: +49 (0)561/ , sajjadifar@uni-kassel.de Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) Im Rahmen der Ziele des Forschungsverbundes soll in diesem Teilprojekt die systematische Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses der Auswirkungen von Spannungsfeldern bzw. lokal unterschiedlicher plastischer (Vor-)Verformung auf die Ausscheidungsvorgänge in der EN AW-7075 im Fokus der Forschungsaktivitäten stehen. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der Durchführung thermomechanischer Laborversuche in Anlehnung an die Umformprozesse und der anschließenden Charakterisierung der zugrundeliegenden elementaren mikrostrukturellen Prozesse und mechanischen Eigenschaften. Auf Basis der erarbeiteten Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Prozessroute, Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften sollen höchsteffiziente Prozessstrategien entwickelt werden, die bei möglichst verkürzten Prozessabläufen eine gezielte prozessintegrierte Einstellung lokal unterschiedlicher Eigenschaften zur weiteren Verbesserung der Leichtbaupotentiale von 7000er Legierungen ermöglichen. Dazu verfolgt das Teilprojekt B1 vorrangig die Erforschung der Auswirkungen auf die Ausscheidungskinetik und -morphologie unter Variation folgender Parameter: 1. Lösungsglühdauer und -temperatur 2. Vorverformungsgrade vor bzw. während des Lösungsglühens 3. Abkühlraten nach dem Lösungsglühen 4. Auslagerungsdauer und -temperatur 5. zur Auslagerungswärmebehandlung überlagerte mechanische Zug- Druckspannungsfelder.

7 7 Analyse und Bewertung von Eigenspannungen in intrinsisch gefertigten Kunststoff-Metall-Schichtverbunden Bearbeiter: Dr.-Ing. Tao Wu Tel.: +49(0) 561/ , Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Kooperation: Universität Paderborn, Leichtbau im Automobil (Prof. Tröster) Masseeinsparungen durch Leichtbauweisen und -werkstoffe sind in der Automobilindustrie ein geeignetes Mittel zur Ressourcenschonung, indem der Kraftstoffverbrauch von Personenkraftwagen reduziert wird. Aufgrund gewichtsspezifisch hoher Festigkeiten und Steifigkeiten bedienen sich moderne Fahrzeugentwicklungen vermehrt glas- und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe. Neben dem solitären Einsatz dieser Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) kann die Verwendung des Werkstoffes in hybriden Strukturen zur gezielten Verstärkung mechanisch hoch beanspruchter Bereiche, wie z.b. Säulen oder Dachträgern, eingesetzt werden. Eine zeit- und kosteneffiziente Fertigung von Hybriden aus Metall und FKV kann erzielt werden, wenn die Anbindung zwischen den Komponenten sowie die eigentliche Bauteilherstellung prozessintegriert in einem Arbeitsschritt erfolgen. Eine solche intrinsische Hybridisierung bietet den Vorteil, dass die zur Bauteilherstellung erforderlichen Prozessschritte insgesamt reduziert werden können. Eine wesentliche Schwachstelle solcher Werkstoffverbunde stellt die Grenzfläche zwischen Metall und FKV dar. Durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Konstituenten Faser und Metall liegen nach der Abkühlung von der Härtungstemperatur des Laminats Eigenspannungen vor, welche an Schnittkanten oder inneren Defekten durch Delaminationsrisse freigesetzt werden können. Die Höhe der Eigenspannungen im Verbund wird maßgeblich durch die thermischen und mechanischen Eigenschaften von Faser und Metall sowie der Lagenarchitektur des FKV determiniert. Forschungsberichte bestätigen diese Zusammenhänge mehrheitlich auf Basis numerischer Simulationen und analytischer Berechnungen. Dagegen fehlen systematische Studien auf der Basis experimenteller Arbeiten, nicht zuletzt deshalb, weil eine Reihe methodischer Fragestellungen zur Eigenspannungsmesstechnik in den Werkstoffverbunden bisher nicht bearbeitet wurden. An dieser Stelle setzt das vorliegende Projekt an. Zwei in den Bereichen Produk-

8 8 tionstechnik und Werkstofftechnik ausgewiesene Gruppen werden gemeinsam die zu beantwortenden Fragestellungen bearbeiten. Das Projekt ist zunächst für eine Dauer von zwei Jahren geplant. In diesen beiden Projektjahren sollen insbesondere methodische Fragen zur Eigenspannungsermittlung in Schichtverbunden sowie die Auswirkungen von Werkstoffen und Prozessparametern auf die resultierenden Eigenspannungsverteilungen grundlegend erforscht werden. Eine Projektverlängerung um eine zweite Phase ist geplant, in der die Wirkungen der fertigungsbedingten Eigenspannungen auf das Bauteilverhalten unter mechanischer Beanspruchung, vor allem unter zyklischer Last, studiert werden sollen. Bauteilrandzonen Herstellung beanspruchungsangepasster Eigenschaftsprofile und zuverlässige Materialeigenschaften unter komplexen Beanspruchungen Bearbeiter: Torben Oevermann, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Stephanie Saalfeld, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Förderung: Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) In der technischen Praxis haben sich in der Vergangenheit eine Reihe von Verfahren etabliert, mit denen in Bauteilrandzonen bzw. versagensgefährdeten Bereichen besonders vorteilhafte Gefügezustände eingestellt werden können. Hierzu zählen zum Beispiel das Kugelstrahlen, das Festwalzen oder thermische Behandlungen, wie das Randschichthärten. Diese Verfahren sind heute Stand der Technik und leisten einen wesentlichen Beitrag zum Leichtbau und zur Ressourceneffizienz. Einerseits lassen sich durch die eben genannten Verfahren die Beanspruchbarkeit bzw. die Lebensdauer erhöhen, andererseits kann aber auch die Art der Schädigung und die Schädigungsentwicklung durch sie beeinflusst werden. Die Auswirkungen der einzelnen Verfahren auf schwingend beanspruchte Bauteile wurden im Laufe der Zeit bereits intensiv erforscht. Kombinationsbehandlungen, wie zum Beispiel Festwalzen bei erhöhten Temperaturen, eröffnen neue und innovative Möglichkeiten, die

9 9 Sicherheit und Zuverlässigkeit schwingend beanspruchter Bauteile weiter zu verbessern. Zu diesem Thema existieren jedoch bisweilen nur wenige Ergebnisse. Aus diesem Grund werden in diesem Projekt entsprechende Grundlagenkenntnisse ermittelt. Einerseits wird versucht, bei der Anwendung des Verfahrens eine Funktionsintegration und gleichzeitig eine Verbesserung der Eigenschaften unter gleichzeitiger Verkürzung der Prozesskette zu erzielen. Andererseits werden unter komplexen Beanspruchungen neben konventionellen Ermüdungsbeanspruchungen auch thermo-mechanische Ermüdungsbeanspruchungen untersucht. Dabei sollen die Fragen geklärt werden, wie durch Kombinationsprozesse die Wirksamkeit von Randschichtverfestigungsverfahren für schwingend beanspruchte Komponenten gesteigert werden kann und inwieweit randnahe Mikrostrukturen unter komplexen Beanspruchungen stabil bleiben bzw. welche Veränderungen in Abhängigkeit der Beanspruchungsparameter auftreten. Hierzu wird nicht nur der Zustand an der Oberfläche analysiert sondern der gesamte randnahe Bereich in Betracht gezogen, da dieser für die Ermüdungslebensdauer von Bedeutung ist. Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes liegt in der Ermittlung und Bewertung der Schädigungsentwicklung und der Eigenspannungsstabilität beim Einbringen von einzelnen Überlasten und Blocküberlasten, sowie in der Erforschung des Schwingfestigkeitsverhaltens festgewalzter Randschichten im Bereich hoher Schwingspielzahlen (VHCF- Bereich). Bewertung von Eigenspannungszuständen an oberflächenbehandelten Bauteilen aus mikrolegierten Stählen Bearbeiter: Andreas Fischer, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Förderung: European Commission Research Fund for Coal and Steel (RFCS) Kooperation: AIMEN Technology Centre, Vigo, Spanien; Sidenor Investigacion y Desarrollo S. A., Bilbao, Spanien; Lulea University of Technology, Lulea, Schweden Die Forderung nach leichteren, kleineren und leistungsfähigeren Aggregaten im Motorenbau resultiert aus den extrem gestiegenen Kraftstoffpreisen sowie dem Postulat der CO 2 - Emissionssenkung. Beim sog. Downsizing werden daher höhere Anforderungen an Materialien und Mechanik der Automotive-Komponenten gestellt insbesondere an die Kurbelwelle. Die Ansprüche an Verschleißbeständigkeit sowie Biegewechselfähigkeit dieser Präzisionsteile steigen damit deutlich an. Mit Hilfe der Induktionstechnik oder des Festwalzens können partielle Randzonen entsprechend den Anforderungen gezielt gehärtet werden. Im Rahmen des europäischen Verbundprojektes Stiffcrank soll ein neues laserbasiertes Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Stahl entwickelt werden, um damit einen sicheren und langlebigen Einsatz von Kurbelwellen gewährleisten zu können. Hierbei stehen die Optimierung von Lebensdauer und Zuverlässigkeit sowie die Etablierung eines solchen Oberflächenverfahrens von Automotive-Komponenten in der Fahrzeugindustrie im Fokus. Diese Ziele sollen anhand eines besseren Verständnisses über die Zusammenhänge zwischen oberflächennahen Eigenspannungen sowie den Gefügezuständen, die durch eine laserbasierte Oberflächenhärtung entstehen, erreicht werden. Darüber hinaus werden auch

10 10 die Auswirkungen auf die Lebensdauer von Kurbelwellen bei Ermüdungsbeanspruchung näher beleuchtet. Abschließend sollen Richtlinien für die Optimierung der Fertigung hochbeanspruchter Komponenten entstehen, wobei sowohl die verwendeten Stahlqualitäten als auch die Laserprozesse miteinbezogen werden. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Analyse und Bewertung der in den Bauteilen erzeugten Eigenspannungszustände gelegt. Insbesondere der hochbelastete Kurbelwellenhubradius rückt hier in den Fokus der Untersuchungen. Dabei geht es insbesondere darum, den Zusammenhang zwischen dem vorliegenden Härtungsgefüge, der Härteverteilung und den Eigenspannungsfeldern wissenschaftlich zu durchdringen. Außerdem wird die Stabilität dieser Zustände nach definierten Belastungen studiert. Biegerichten einsatzgehärteter Wellen - Modellbildung und Simulation Bearbeiter: Förderung: Dipl.-Ing. Christopher Schott Tel.: +49 (0)561/ , c.schott@uni-kassel.de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Getriebewellen in der Antriebstechnik werden bei ihrer Fertigung einer Wärmebehandlung unterzogen. In der Regel werden die Komponenten einsatzgehärtet. Dabei treten meist unvermeidbare Maß- und Formänderungen auf (Härteverzug). In der Vergangenheit wurden enorme Anstrengungen unternommen, um den Härteverzug entlang der Prozesskette zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Aufgrund der komplexen und vielfältigen Ursachen wärmebehandlungsbedingter Maß- und Formänderungen waren diese Anstrengungen jedoch nur in Einzelfällen und in begrenztem Maße erfolgreich. Vielmehr werden Getriebewellen auch in der Großserienfertigung normalerweise nach der Wärmebehandlung zunächst vermessen und die festgestellten Rundlaufabweichungen müssen anschließend durch entsprechende Richtprozesse beseitigt werden. Eine überelastische Biegebeanspruchung einsatzgehärteter Komponenten, wie sie beispielsweise bei Biegerichtprozessen auftritt, bewirkt komplexe Verteilungen der örtlichen plastischen Deformationen im Bauteilvolumen. Dafür ist sowohl die inhomogene mehrachsige Lastspannungsverteilung als auch vor allem der durch den Kohlenstoffgradienten und die Wärmebehandlung hervorgerufene charakteristische Verlauf des Werkstoffwiderstandes ge-

11 11 gen plastische Deformation verantwortlich. Ziel ist es zunächst, ein Prozessverständnis für die beim Biegerichten lokal auftretenden Plastizierungen und Restaustenitumwandlungen zu gewinnen und auf dieser Basis die entstehenden Eigenspannungsverteilungen zu verstehen. Anschließend soll analysiert werden, wie sich die nach der Vorverformung vorliegenden Zustände auf das Verformungsverhalten und die mechanischen Eigenschaften bei erneuter Beanspruchung sowohl in die ursprüngliche Richtung als auch in die Gegenrichtung auswirken. Damit soll modellhaft die Auswirkung von Richtoperationen auf die mechanischen Eigenschaften einsatzgehärteter Wellen analysiert und beschrieben werden. Die Experimente, ergänzt durch Simulationsrechnungen, sind dabei so konzipiert, dass grundsätzliche und verallgemeinerbare Erkenntnisse gewonnen werden, die letztendlich zu verbesserten Richtstrategien führen. Einstellung von Mikrostruktur und Degradationsverhalten oxidpartikelmodifizierter Fe-Legierungen durch selektives Elektronenstrahlschmelzen Bearbeiter: Christof Torrent, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Kooperation: IW Hannover, TMC Paderborn Im Bereich der Endoprothetik gelten für die eingesetzten Implantate besondere Anforderungen an die Verträglichkeit gegenüber dem umliegenden Gewebe (Biokompatibilität) und die Anbindung an dieses, sowie bezüglich der strukturellen Tragfähigkeit mit an den Knochen angepasstem makroskopischem E-Modul und individueller Geometrie. Hinsichtlich der Biokompatibilität werden zwei Ansätze verfolgt, zum einen bioinerte und zum anderen bioresorbierbare Werkstoffe. Bioinerte Implantate (Chromstähle, Titan-, Cobalt-Chrom-Legierungen), die zunächst im Körper verweilen, haben oft den Nachteil, dass mit der Zeit ausgebrachte Metall-Ionen das Gewebe schädigen können. Zusätzlich dazu können die oft aufwändigen Geometrien über herkömmliche Fertigungsverfahren nicht hergestellt werden, was sich in lokalen Spannungsüberhöhungen und daraus folgendem fehlerhaften Wachstums des Knochens äußern kann. Somit muss ein Implantat, beispielsweise nach Heilung des Knochenbruchs, oftmals wieder entnommen werden.

12 12 Im aktuellen Projekt sollen die Vorteile der Additiven Fertigung genutzt werden. Das selektive Elektronenstrahlschmelzen (engl.: Electron Beam Melting, EBM), sowie das selektive Laserstrahlschmelzen (Selective Laser Melting, SLM) sind sogenannte pulverbettbasierte Verfahren, bei denen mittels eines hochenergetischen Strahls (Elektronen bzw. Laser) über lokales Aufschmelzen des Pulvers schichtweise ein dichtes Bauteil erstellt wird. Dabei ist die Formgebung freier als beim Schmieden/Gießen/Zerspanen, was über Veränderung der Strahlparameter Einfluss in die Mikrostruktur nimmt. Als Werkstoff soll zunächst reines Eisen genutzt werden, welches im Folgenden mit Oxidpartikeln modifiziert wird. Diese Partikel, die fern der additiven Fertigung nur schwer in die Matrix einzubringen sind, sollen als Keimbildner ein feineres Gefüge und gleichzeitig erhöhte Degradationsraten einstellen. Die mit manipulierter Mikrostruktur hergestellten Proben sollen zunächst im Labor auf mechanisches Verhalten und Degradation hin untersucht werden, weiterführende Experimente zielen auf den Einsatz in lebenden Geweben ab. Ermittlung und Bewertung der Eigenspannungen in gradierten Kunststoffen mittels Bohrlochverfahren Bearbeiter: Arnaud Magnier, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Aufgrund der spezifischen mechanischen und thermophysikalischen Eigenschaften von Kunststoffen können die bei Metallen vorliegenden umfangreichen Erfahrungen bei der Anwendung mechanischer Eigenspannungsmessverfahren nicht ohne weiteres übertragen werden. In eigenen Vorarbeiten wurde für das Bohrlochverfahren grundsätzlich untersucht, welche Verfahrensparameter bei der Durchführung

13 13 der Messungen eingehalten werden müssen. Dies gilt insbesondere für die Prozessparameter bei der Einbringung des Bohrlochs sowie die Applikation und Verwendung der DMS- Rosetten. Eine besondere Herausforderung sowohl bei der experimentellen Durchführung als auch bei der Auswertung der Messungen stellt dabei der prozessbedingt auftretende unterschiedliche Grad der Gefügeinhomogenität bzw. die daraus resultierende Anisotropie der Eigenschaften dar. Innerhalb der zweiten Herausforderung ist zu bewerten, welche gemessene Dehnung zur Eigenspannungsberechnung genutzt werden darf bzw. welche Anteile thermischen und viskoelastischen Effekten zuzuschreiben sind. In diesem Zusammenhang ist die Frage zu klären, inwieweit gefügeabhängige spezifische Kalibrierfunktionen zur Berechnung von Eigenspannungen aus ausgelösten Deformationen erforderlich sind. Dazu sollen systematisch theoretische und experimentelle Untersuchungen an Proben unterschiedlicher Mikrostrukturen durchgeführt werden, die unter verschiedenen Verarbeitungsbedingungen hergestellt und bzgl. Ihrer Mikrostruktur charakterisiert werden. Weiterhin soll das Ring-Kern-Verfahren eingesetzt werden, welches über größere Bereiche integriert und im Vergleich zum Bohrlochverfahren auch Analysen in größeren Oberflächenentfernungen ermöglicht. Nach Bearbeitung dieses Projektabschnitts sollen zuverlässige mechanische Verfahren zur Eigenspannungsanalyse vorliegen. Ermüdung und Rissausbreitung hochmanganhaltiger Stähle Bearbeiter: Thomas Wegener, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Die Entwicklung von Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen ist insbesondere in der Automobiltechnik ein zentraler Aspekt. Neben Ansprüchen an Design und Crashstabilität rücken Anforderungen an eine Kombination aus Leichtbau bei gleichzeitiger Sicherheit immer mehr in den Vordergrund. Dort setzen die hochmanganhaltigen TWIP-Stähle (Twinning Induced Plasticity) an, die bei einem geringen spezifischen Gewicht hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen und somit ein hohes Potenzial bieten. Aus dem Verfestigungsmechanismus der Zwillingsbildung resultiert eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig ebenfalls guter Duktilität. Der Einsatz von TWIP-Stählen in der Automobilindustrie ist beispielsweise in Achsen oder Querlenkern denkbar. In diesen Bauteilen sind neben der statischen Beanspruchung auch die Ermüdungseigenschaften von großer Bedeutung, weshalb diese in diesem Projekt weiter untersucht werden. Um eine ausreichende Sicherheit gewährleisten zu können, ist eine Lebensdauervorhersage entscheidend. Da sich diese mit einfachen Materialkonstanten wie beispielsweise der Dauerfestigkeit nicht ausreichend bestimmen lässt, werden zunehmend bruchmechanische Konzepte zur Berechnung der Lebensdauer in Betracht gezogen. Deshalb werden im Rahmen dieses Projektes auch Rissausbreitungsuntersuchungen durchgeführt.

14 14 Ein Hauptaugenmerk liegt hier auf dem Einfluss gradierter Strukturen auf das Risswachstum und dem Ermüdungsverhalten. Gradientenwerkstoffe beschreiben Materialien bei denen gezielt ein heterogenes Gefüge eingestellt wird. Entlang des Werkstoffquerschnitts soll ein Gradient eine deutliche Änderung in chemischer oder physikalischer Struktur aufweisen. Idealerweise soll dieser Gradient vorranging den aktiven Bereich eines Werkstücks abdecken und dessen Eigenschaften wesentlich bestimmen. Einfache Gradienten wie beispielsweise die lokale Kaltverfestigung einer Bauteilrandzone und die damit verbundene Induzierung von Druckeigenspannnungen mittels Festwalzen werden bereits seit langem genutzt. Eine weitere Möglichkeit gradierte Strukturen zu erzeugen stellen lokal durchgeführte Wärmebehandlungen dar. Ziel der Untersuchungen ist es, den Einfluss gradierter Strukturen auf das Ermüdungs- und Rissausbreitungsverhalten am Beispiel hochmanganhaltiger Stähle zu untersuchen. Formgedächtnislegierungen im Bauwesen Bearbeiter: Förderung: Dr.-Ing. Philipp Krooß Tel.: +49 (0)561/ , Präsidiumsinitiative der Universität Kassel In der Biomedizin, Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie sowie im Bauwesen finden sich viele Anwendungsmöglichkeiten für Formgedächtnislegierungen (FGL), bedingt durch sehr hohe reversible Dehnungen, die in Folge einer Temperaturänderung (Zweiweg- oder Einwegeffekt) oder nach mechanischer Verformung (Pseudoelastizität) auftreten. Diese großen reversiblen Dehnungen resultieren aus einer thermoelastischen reversiblen Phasenumwandelung zwischen einer austenitischen Hochtemperaturphase und einer martensitischen Tieftemperaturphase. Ni-Ti, eines der etablierten FGL-Systeme, ist durch die hohen Kosten für Formgebung und die Legierungselemente für Massenanwendungen, wie z.b. Anwendungen im Bauwesen, nicht geeignet. FGL-Systeme mit einem hohen Anteil an Fe, Fe-basis FGL, zeichnen sich durch Vorteile hinsichtlich einer kostengünstigeren Verarbeitbarkeit und kostengünstigen Legierungselementen aus. Der hohe Anteil an Fe reduziert die Legierungskosten deutlich.

15 15 Daher sind Fe-FGL für Anwendungen im Bauwesen zunehmend als Dämpfungs- oder Vorspannelemente interessant. Zusammen mit Forschungspartnern an der Universität Kassel werden in diesem Forschungsprojekt verschiedene Möglichkeiten erarbeitet, FGL-Systeme im Bauwesen als z.b. Vorspannelemente einzusetzen. Zunächst an etablierten Ni-Ti FGL gezeigt, sollen im weiteren Verlauf des Projektes Fe-FGL zum Einsatz kommen und für Anwendungen im Bauwesen qualifiziert werden. Die Gruppe um Prof. Dr.-Ing Thomas Niendorf beschäftigt sich dabei unter anderem mit der Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Fe-FGL. Dabei werden Mechanismen charakterisiert, die die funktionale Stabilität beeinflussen. Des Weiteren werden neue Fe-FGL Werkstoffsysteme identifiziert, die entsprechend der Herausforderung der Anwendung im Bauwesen ausgelegt sind. Abbildung: CT - Aufnahme von FGL-Drähten in ultrahochfestem (UHPC) Beton. Die Fasern dienen zur intrinsischen Vorspannung im Beton (Bachelorarbeit Frenck) Funktionale Ermüdung von Hochtemperaturformgedächtnislegierungen Bearbeiter: Förderung: Christian Lauhoff, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , lauhoff@uni-kassel.de Forschergruppe FOR1766, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Im Zuge der gesteigerten Nachfrage nach einer Funktionsintegration in Bauteilen sind Formgedächtnislegierungen (FGL) als vielversprechende Funktionswerkstoffe seit Jahrzehnten im Fokus der Forschung. Auf der Grundlage einer thermoelastischen, reversiblen Phasenumwandlung, der sog. Martensitumwandlung zwischen einer austenitischen Hochtemperaturund einer martensitischen Tieftemperaturphase, zeichnen sich FGL durch große reversible Dehnungen aus. Diese einzigartigen Eigenschaften qualifizieren diese Werkstoffklasse für unterschiedlichste Anwendungen in den Bereichen der Medizin- und Automobiltechnik, Luftund Raumfahrt als auch im Energiesektor und Bauwesen. Im System Ni-Ti, eines der etablierten FGL-Systeme, sind die Einsatztemperaturen auf relativ niedrige Temperaturen limitiert. Der Einsatz oberhalb von 80 C führt zu einer raschen Degradation der funktionellen Materialeigenschaften. Eine Applikation bei höheren Temperarturen führt unweigerlich zu Problemen und limitiert daher den Anwendungsbereich. Neue potentielle Anwendungsfelder der Formgedächtnistechnik erfordern die Entwicklung und Erforschung von Legierungssystemen, deren Verwendbarkeit in Temperaturfenstern oberhalb von 150 C möglich ist. Daraus resultiert das in den vergangenen Jahren stetig steigende

16 16 Interesse an sog. Hochtemperatur- (HT-) FGL, die per Definition eine Martensitstart (Ms)-Temperatur größer 100 C aufweisen und somit einen Einsatz in den anvisierten Temperaturbereichen erlauben. Um eben diese erhöhten Umwandlungstemperaturen einstellen zu können, werden viele Ni-Ti basierte HT-FGL mit Edeloder Refraktärmetallen wie Pt und Pd oder Zr und Hf zulegiert. Die hohen Materialkosten der Legierungselemente und/oder die äußerst schlechte Verarbeitbarkeit dieser Legierungsvarianten stellen ein entscheidendes Hindernis hin zur robusten Anwendung dar. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit Legierungssysteme zu entwickeln, welche die Voraussetzungen einer guten Verarbeitbarkeit sowie kostengünstiger Legierungselemente bei gleichzeitig erhöhten Umwandlungstemperaturen erfüllen. Zusammen mit Forschungspartnern an unterschiedlichen Standorten in Deutschland werden in dieser DFG - geförderten Forschergruppe Ti-basierte (Ti-Ta, Ti-Ta-Al) und Co-Ni-basierte (Co-Ni-Ga und Co-Ni-Ga-Fe) HT-FGL Systeme hinsichtlich ihrer thermomechanischen Materialeigenschaften adressiert. Das Teilprojekt an der Universität Kassel unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing Thomas Niendorf beschäftigt sich unter anderem mit der Entwicklung einer Wärmebehandlungsroutine, dem Stress Induced Martensite-aging (SIM-aging) in CoNiGa HT-FGL. Dabei werden diffusive Prozesse ausgenutzt, um über eine Änderung der chemischen Ordnung der spannungsinduzierten martensitischen Phase die Umwandlungstemperaturen zu erhöhen und eine funktionale Stabilität des abrufbaren Stellweges zu gewährleisten. Prognose des Randschichtzustandes für die robuste Regelung eines Drehprozesses unter Einsatz von in-process Messtechnik und datengetriebener Softsensorik Bearbeiter: Dipl.-Ing. Christopher Schott Tel.: +49 (0)561/ , c.schott@uni-kassel.de Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Kooperation: Fachgebiet Mess- und Regelungstechnik (Universität Kassel) Das primäre Ziel des geplanten Projekts ist es, auf Basis generierter Prozessmodelle ausgewählte Randschichtzustände eines zerspanten Bauteils, in erster Linie Topografie, Eigenspannungen und Verfestigung, auf die Prozessstellgrößen sowie vorhandene Störgrößen und initiale Randschichteigenschaften zurückzuführen. Die Grundlage der Modellierung bildet eine Datenbasis, die in einem Längs-Rundrehprozess gehärteter und angelassener Werkstücke erarbeitet wird.

17 17 Die Evaluierung der Randschichteigenschaften muss in den Prozess integriert werden. Hierzu müssen die bisher genutzten post-process Standardverfahren wie z.b. die röntgenografische Eigenspannungsmessung oder die Härtemessung nach Vickers durch den Einsatz der mikromagnetischen 3MA-Messtechnik ersetzt werden. Dazu ist eine aufwändige Kalibrierung des Systems anhand geeigneter Proben notwendig, wobei die ausgeprägte Sensitivität des Systems auf die jeweiligen Materialeigenschaften und zustände eine besondere Herausforderung darstellt. Die online Datenerhebung umfasst darüber hinaus die kontinuierliche Messung der Zerspanungskräfte und der Werkstücktemperatur nahe der Eingriffsstelle. Auf Basis der akquirierten Daten wird ein empirisches Prozessmodell des Drehprozesses mit den Methoden der Systemidentifikation erstellt, da eine präzise physikalische Modellierung aller relevanten Phänomene zu komplex und rechenintensiv ist. Weiterhin lassen sich die aus der empirischen Modellbildung gewonnenen Erkenntnisse (Modellstruktur) einfach auf ähnliche Probleme übertragen. Das Modell ist für die Online-Schätzung des Werkzeugverschleißes für die Modellierung des Softsensors und den in der zweiten Projektphase geplanten robusten prozessmodellbasierten Regelungs- und Vorsteuerungsentwurf zur Randschichtkonditionierung notwendig. Die Auslegung des Softsensors stellt die zweite Modellierungsaufgabe dar. Mit dem Softsensor werden basierend auf den Prozessgrößen sowie den initialen Materialeigenschaften die Randschichtzustände prädiziert. So führen feste Kombinationen aus Temperatur und Kraft bei homogenem Werkstück und gleichem Werkzeugverschleißzustand zu denselben Randschichtzuständen. Sind die Materialeigenschaften des Werkstücks jedoch nicht homogen, kann es zu Abweichungen kommen. Die Heterogenitäten des Werkstücks müssen somit aus Änderungen der Prozessgrößen geschätzt werden.

18 18 Pulvermaterialien für Prozesse der additiven Fertigung Bearbeiter: Julia Richter, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Förderung: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) Kooperation: Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik, TU Bergakademie Freiberg Die additive Fertigung stellt aufgrund der flexiblen Verarbeitbarkeit und einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien ein äußerst zukunftsträchtiges Fertigungskonzept dar. Die hohe Designfreiheit und das damit verbundene Leichtbaupotential machen dieses Verfahren, besonders vor dem Hintergrund der Ressourceneffizienz, attraktiv. Das Fertigungsprinzip ist relativ einfach. Ausgehend von einem CAD-Modell wird ein Bauteil Schicht für Schicht aufgebaut. Dabei wird eine Pulverschicht partiell mit Hilfe eines Elektronen- oder Laserstrahls aufgeschmolzen, bevor die nächste Pulverschicht aufgetragen und dann erneut aufgeschmolzen wird. In der Praxis bringt dies sowohl neue Möglichkeiten als auch neue Herausforderungen mit sich. So lassen sich zum Beispiel komplexe Bauteile fertigen, die durch konventionelle Fertigungsverfahren nicht realisierbar sind. Auch ein Mikrostrukturdesign und damit die Einstellung der mechanischen Eigenschaften direkt im Prozess werden ermöglicht. Dies erfordert jedoch genaue Kenntnisse des Verfahrens, um den Einfluss der Parameter auf die Mikrostruktur und die mechanischen Kenngrößen vorhersagen zu können. Ein weiteres Problem ist die eingeschränkte Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens. Hohe Anforderungen an die verwendeten Pulvermaterialien, wie eine spezielle Größenverteilung bei rein sphärischen Partikeln, treiben den Preis für die Ausgangsmaterialien stark in die Höhe. Zusätzlich sorgen die langen Prozesszeiten für eine geringe Produktivität, sodass nur die Fertigung von Teilen in Einzel- oder Kleinserien, wie im Prototypenbau und für medizinische Anwendungen, attraktiv ist. Dagegen ist der Weg in die Serienproduktion derzeit noch deutlich erschwert. Vor dem Hintergrund der bisher eingeschränkten Wirtschaftlichkeit aufgrund der kostenintensiven Ausgangsmaterialien sollen in Zusammenarbeit mit der TU Bergakademie Freiberg die unterschiedlichen Charakteristika der Pulvermaterialien und deren Einfluss auf die Verar-

19 19 beitbarkeit sowie die Bauteileigenschaften untersucht werden. Aus bereits verschmolzenen Strukturen sollen mit Hilfe unterschiedlicher Methoden wie dem Planetenmühlenverfahren erneut Pulver hergestellt werden. Dabei entstehen jedoch Partikel, die den engen Spezifikationen nicht entsprechen. Durch die Verwendung dieser Pulver im Bauprozess der additiven Fertigung soll der Einfluss der veränderten Form und Größe auf die resultierenden mikrostrukturellen und mechanischen Eigenschaften am Beispiel der Ti-6Al-4V-Legierung überprüft werden. Dabei sind sowohl quasistatische als auch dynamische Beanspruchungen zu untersuchen und mit konventionell verarbeitetem sowie dem aus standardmäßigem Pulver erzeugten Material zu vergleichen. Nach einer möglichen Anpassung der Prozessparameter gilt es am Ende zu bewerten, ob es mit Hilfe von anderen Pulverherstellungsverfahren möglich ist, Kosten zu reduzieren und somit das Verfahren konkurrenzfähiger zur konventionellen Fertigung zu machen. Schadenstoleranz additiv hergestellter Gitterstrukturen Bearbeiter: Tizian Arold M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Kooperation: Fachgebiet Werkstoffprüftechnik WPT, TU Dortmund Dank der hohen Designfreiheit pulverbettbasierter, additiver Fertigungsverfahren, wie dem Elektronenstrahl-Schmelzverfahren (engl.: EBM) oder dem selektiven Laserstrahl- Schmelzverfahren (engl.: SLM) können heutzutage filigrane Bauteilgeometrien, die noch vor wenigen Jahren als nicht umsetzbar galten, realisiert werden. Beide Fertigungsverfahren verwenden ein 3D-Modell als Grundlage, dessen Geometrie auf Schichtinformationen heruntergebrochen wird. Beide Anlagen arbeiten nach demselben Beschichten-Belichten Prinzip und unterscheiden sich lediglich in der Art der Belichtung. Im SLM Prozess wird ein Laser und im EBM Prozess ein Elektronenstrahl für die Belichtung und Aufschmelzung der Pulverpartikel verwendet. Beide Verfahren erzielen unterschiedliche Mikrostrukturzustände, Eigenspannungen und Oberflächenqualitäten. Zelluläre, periodische Gitterstrukturen besitzen eine derart komplexe Geometrie, sodass eine Fertigung ohne die Verwendung additiver Fertigungsverfahren nicht möglich ist. Durch die Auswahl des Elementarzellentyps, der Ausrichtung der Zellen und der Beeinflussung der relativen Dichten kann in hohem Grad Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften und ihre Isotropie solcher additiv gefertigten Bauteile genommen werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes wird der Einfluss des EBM-Verfahrens auf die mechanischen Eigenschaften und das Ermüdungsverhalten gefertigter Gitterstrukturen aus dem Materialien Ti-6Al-4V und der Nickelbasislegierung Inconel 718 untersucht. Besonders im Fokus liegt der aus dem EBM-Prozess resultierende Einfluss der Mikrostruktur und Oberflächenrauheit auf das Ermüdungsverhalten der zellularen, periodischen Gitterstrukturen. Für die Beurteilung des Einflusses der Oberflächenrauheit werden vereinfachte Probengeometrien, konventionell und additiv gefertigt, ermüdet und miteinander verglichen. Durch Parameterstudien werden die Grenzen der Fertigungsparameter ermittelt. Mikrostrukturunter-

20 20 suchungen sollen anschließend zeigen, ob durch die Anpassung der Prozessparameter die Mikrostruktur gezielt beeinflusst werden kann. Ermüdungsversuche sollen aufzeigen, ob unterschiedliche Gefüge sich unterschiedlich auf das Ermüdungsverhalten additiv gefertigter Gitterproben auswirken. Zur Beeinflussung der Mikrostruktur zählt ebenfalls das Heiß- Isostatische-Pressen (HIP), das zusätzlich den Porenanteil in Werkstoffen reduziert. Da die Lebensdauer eines Werkstoffes neben der Porosität auch von der Mikrostruktur abhängen kann, kann das HIP-Verfahren sowohl schädlich als auch förderlich für die Lebensdauer sein. Im Rahmen der beschrieben Forschungsarbeit wird ebenfalls untersucht, wie sich das HIP Verfahren auf die Lebensdauer von Ti-6Al-4V und Inconel 718 Gitterstrukturen auswirkt. Systematische Untersuchung des abnormalen Kornwachstums in Folge einer zyklischen Wärmebehandlung anhand von Fe-Mn-Al-Ni-X (X = Cr, Ti) Formgedächtnislegierungen Bearbeiter: Förderung: Malte Vollmer M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , vollmer@uni-kassel.de Sachbeihilfen, Deutsche Forschungsgesmeinschaft (DFG) Die Erschließung neuer Anwendungsfelder durch Formgedächtnislegierungen (FGL) setzt die Erforschung und Entwicklung von kostengünstigen Alternativen zu der aktuell vorwiegend zum Einsatz kommenden Nitinol (Ni-Ti) FGL voraus. Besonders für Anwendungen mit hohem Materialbedarf, wie z.b. für Dämpfungselemente von Bauwerken, ist die kostenintensive und komplexe Herstellung von Ni-Ti, verbunden mit den relativ hohen Materialkosten, ein nicht überwindbares Hindernis. Eisenbasierte Formgedächtnislegierungen haben durch die Nutzung von aus der Stahlerzeugung bekannten Prozessrouten und durch die relativ geringen Materialkosten großes Potential, solche Anwendungsfelder zu erschließen. Insbesonde-

21 21 re die in den letzten Jahren entwickelten Legierungssysteme Fe-Ni-Co-Al-X (X = Ta, Nb, Ti) und Fe-Mn-Al-Ni-X (X = Ti, Cr) zeigen FGL-Eigenschaften, die vergleichbar mit Ni-Ti sind. Eine der größten Herausforderungen für den Einsatz beider Legierungen in der Praxis ist die Einstellung einer geeigneten Mikrostruktur, vor allem hinsichtlich der auftretenden Phasenanteile sowie der Korngröße, -morphologie und -orientierung. So hängt das pseudoelastische Verhalten in Fe-Mn-Al-Ni-X stark von der relativen Korngröße (im Verhältnis zum Probenquerschnitt) ab. Ein gutes pseudoelastisches Verhalten kann nur mit Hilfe von Korngrößen die den Querschnitt übersteigen, d.h. oligokristallinen Zuständen, erzielt werden. Ein vielversprechendes Verfahren über das solche Mikrostrukturen gezielt eingestellt werden können, ist das abnormale Kornwachstum (AGG), induziert durch eine zyklische Wärmebehandlung. Besondere Vorteile dieses neuartigen Verfahrens im Vergleich zu bekannten Formen der sekundären Rekristallisation sind die Maßhaltigkeit der Bauteilgeometrie und die problemlose Wiederholbarkeit über mehrere Wärmebehandlungszyklen hinweg. Allerdings fehlt bis jetzt ein tiefgreifendes Verständnis über die grundlegenden Mechanismen des derartig induzierten AGG sowie über entscheidende Einflussfaktoren. Erste Studien weisen bereits auf den starken Einfluss der Größe und Missorientierung der sich entwickelnden Substrukturen in den Körnern hin. In eigenen Vorarbeiten konnten darüber hinaus erste Indizien für die Abhängigkeit des AGG von der chemischen Zusammensetzung im Fe-Mn-Al-Ni-X System herausgestellt werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher ein grundlegendes Verständnis über das durch eine zyklische Wärmebehandlung induzierte AGG zu erlangen. Hierzu sollen verschiedene kritische Parameter des Prozesses für Fe-Mn- Al-Ni-X variiert werden, um deren Auswirkungen auf das AGG zu erforschen und so ausschlaggebende Kenngrößen zu identifizieren. Ein weiterer wesentlicher Aspekt des Forschungsvorhabens ist es, die Auswirkung relativ geringer Mengen der Legierungselemente Chrom und Titan auf das abnormale Kornwachstum im Vergleich zum quaternären Ursprungssystem zu erforschen. Abschließend sollen die Erkenntnisse in ein Modell zur Beschreibung des AGG, induziert durch zyklische Wärmebehandlung, einfließen.

22 22 Untersuchung randschichtnaher Mikrostruktur- und Eigenspannungszustände mittels fortgeschrittener Verfahren der Röntgenbeugung Bearbeiter: Behzad Aminforoughi, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Sebastian Degener, M.Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Kooperation: HZB Berlin, Leibniz Universität Hannover In Hinblick auf hochbeanspruchte und funktional konstruierte Werkstoffe unter Berücksichtigung immer komplexerer Geometrien stellen in der jüngsten technischen Praxis additiv gefertigte Bauteile eine sehr attraktive Lösung dar. Additive Manufacturing gewährt ein hohes Maß an Designfreiheit und ermöglicht die Fertigung auf Basis von einer 3D-Konstruktion. Aktuell sind aber noch viele Fragestellungen, wie z. B. die Untersuchung und Charakterisierung der Eigenschaften zu analysieren. Dazu gehören aufgrund des Fertigungsprozesses auch die Ausbildung und die Einstellung von Eigenspannungen. Eigenspannungen haben einen bedeutenden Einfluss auf die Lebensdauer (Dauer und Intensität zyklischer Beanspruchung) und die Maßgenauigkeit (Verzug). Die während des additiven Fertigungsprozesses in das Material eingebrachten Eigenspannungen können sich vor allem bei Zugeigenspannungen negativ auf die Dauerbelastbarkeit auswirken. Die Morphologie und Ausrichtung von Körnern ebenso wie die Eigenspannungen in additiv hergestelltem Material sind stark von den Erstarrungsbedingungen geprägt, die durch den Temperaturgradienten und die Erstarrungsgeschwindigkeit während der Verarbeitung vorgegeben sind. Diese wiederum werden direkt von den Laserparametern (Leistung und Scangeschwindigkeit), von der Scanstrategie sowie von der Probenorientierung und -geometrie beeinflusst, so dass unmittelbar nach dem Fertigungsprozess ein breites Spektrum mikrostruktureller Bedingungen herrschen kann. Somit können unterschiedliche mikrostrukturelle Eigenschaften, wie grobkörnige und stark strukturierte Gefüge, auftauchen. Diese Bedingungen stellen neue Herausforderungen für die Analysen mittels Röntgenbeugung (z.b. Phasenund Eigenspannungsanalyse) dar. So zeigt sich bei stark verformten, stark texturierten oder sehr grobkörnigen Materialien eine Abweichung des typisch linearen Zusammenhangs zwischen Gitterdehnung und Probenverkippung. Weiterhin treten nur noch bei bestimmten Pro-

23 23 benorientierungen Beugungsreflexe auf. Die Ermittlung von Eigenspannungen ist daher problematisch und kann zu erheblichen Fehlern führen. Um diese Fehleinschätzungen zu vermeiden, werden alternative Verfahren zur sin2ψ-methode herangezogen. Diese Methoden sind in ihrer Anwendung wesentlich komplexer und benötigen beispielsweise eine genaue Kenntnis aller Kristallorientierungen. Die energieaufgelöste Röntgenbeugung verspricht im Vergleich zur winkelaufgelösten Röntgenbeugung die gleichzeitige Informationsgewinnung zur Struktur-, Phasen-, Textur- und Eigenspannungsanalyse. Darüber hinaus können diese Informationen aufgrund der unterschiedlichen Energien über den gesamten Randschichtbereich bis ca. 100 µm Tiefe ohne Materialabtrag erfasst werden, was gerade bei ausgeprägten Eigenschaftsgradienten von entscheidendem Vorteil ist. Somit ist das Ziel, mit Hilfe dieser erweiterten Röntgenbeugungsund Auswerteverfahren umfassendere Aussagen zu den Bauteileigenschaften zu gewinnen und eine Verbindung zu den Herstellparametern des additiven SLM-Prozesses herzustellen. Untersuchungen zu Eigenspannungen in hochtemperaturgelöteten Cr-CrNi- Stahlmischverbindungen und Entwicklung löttechnischer Fertigungsstrategien zu deren Minimierung Bearbeiter: Dr.-Ing. Wolfgang Zinn Tel.: +49 (0)561/ , Arnaud Magnier M. Sc. Tel.: +49 (0)561/ , Förderung: AiF, FOSTA Forschungsvereinigung Stahlanwendung Kooperation: Institut für Werkstoffkunde, Leibniz Universität Hannover In vielen Bereichen (z.b. Fahrzeugbau, Heiztechnik) werden hochtemperaturgelötete Komponenten aus Mischverbindungen zwischen austenitischen und ferritischen korrosionsbeständigen Chrom- bzw. Chrom-Nickel-Stählen eingesetzt. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Eigenschaften entstehen z.t. erhebliche Eigenspannungen, die es zu bestimmen und zu bewerten gilt. Das Löten oberhalb von 900 C führt aber bei diesen nicht umwandelnden Werkstoffen oft zu einer Grobkornbildung, die eine röntgenographische Eigenspannungsbestimmung erschweren. Daher wird für dieses Forschungsvorhaben ebenfalls die Bohrlochmethode ertüchtigt und eingesetzt. Für den verwendeten Versuchskörper in

24 24 Form einer Kastenprobe wurden von dem Kooperationspartner FEM Simulationen durchgeführt. Des Weiteren wurde der Vergleich zwischen den simulierten (FEM) und mit Hilfe der Bohrlochmethode (HDM) gemessenen Eigenspannungsverläufen in der Mitte (centre) und am Rand (edge) der Kastenprobe über den Querschnitt vorgenommen. In der zweiten Förderperiode wurden außerdem die Eigenspannungen an verschiedenen Konstruktionsvarianten der Kastenprobe ermittelt, mit dem Ziel, die Eigenspannungen zu minimieren.

25 25 Promotionen Erfolgreich promoviert haben: Dr.-Ing. Florian Brenne Selektives Laserschmelzen metallischer Materialien Einfluss von Prozessparametern und Miniaturisierung auf Mikrostruktur und mechanisches Verhalten geometrisch komplexer Strukturen am Dr.-Ing. Arnaud Magnier Residual stress analysis in polymer materials using the hole drilling method basic principles and applications am

26 26 Preise und Auszeichnungen Quelle: AWT-Homepage Herr Prof. Berthold Scholtes (Bildmitte) wurde zum AWT-Ehrenmitglied ernannt. Herr Prof. Scholtes hat viele ehrenamtliche Ämter für die AWT wahrgenommen. So ist er lange Zeit im AWT-Vorstand und im Wissenschaftlichen Beirat der AWT und des Leibniz-IWT tätig gewesen. Er hat über viele Jahre den Fachausschuss 13 der AWT-Eigenspannungen geleitet. Bis zum Ende des Jahres 2018 fungierte er ebenfalls als Herausgeber der HTM. Die Laudatio hielt Prof. Werner Zoch. Des Weiteren wurde Herr Prof. Scholtes in das Kuratorium des Leibniz-Instituts für Werkstofforientierte Technologien -IWT Bremen- berufen. Thomas Niendorf leitet Nachwuchsausschuss der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde In der diesjährigen Jahreshauptversammlung der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) ist der Leiter des Fachgebiets Metallische Werkstoffe, Professor Dr.-Ing. Thomas Niendorf, zum neuen Vorsitzenden des Nachwuchsausschusses gewählt worden. Die DGM ist die Gesellschaft in Deutschland, die die Felder Materialwissenschaft und Werkstofftechnik seit jeher vertritt. In ihren Reihen sind seit nahezu 100 Jahren die prägenden Köpfe der Werkstoff-Community aktiv. Gerade der Nachwuchsarbeit ist die DGM verpflichtet und hat dieses Feld in den zurückliegenden Jahren deutlich sichtbar gestärkt. So ist es gelungen, an verschiedenen Standorten in Deutschland die Studierenden zu einer aktiven Mitarbeit in der DGM zu motivieren und Jung-DGMs zu initiieren. Die Nachwuchsar-

27 27 beit der DGM umfasst jedoch nicht allein die Studierenden in der entsprechenden Fachdisziplin, der Anspruch ist vielmehr junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Studium über die Promotion bis zur Tätigkeit in der Industrie oder aber auf dem Weg zur Professur zu begleiten und zu unterstützen. Wichtig ist eine Verstetigung der Aktivitäten des Nachwuchses an den verschiedenen Standorten unter Berücksichtigung der jeweiligen Karrierestufe, so Prof. Niendorf. Gerade die finalen Schritte hin zur Professur bedürfen dabei guter Planung und exzellenter Sichtbarkeit des Nachwuchses. Über geeignete Programme müssen wir daher für die internationale Sichtbarkeit der exzellenten jungen Leute sorgen. Hieran werden wir in den kommenden Monaten intensiv arbeiten. Prof. Niendorf leitet seit Oktober 2015 das Fachgebiet Metallische Werkstoffe an der Universität Kassel. Er forscht insbesondere zur additiven Fertigung ( 3D-Druck ) von Metall- Bauteilen und zu neuartigen Legierungen. Kasseler Werkstofftechnik-Nachwuchswissenschaftler mit Poster Award ausgezeichnet Für seine Arbeit mit dem Titel On the suitability of Fe-Mn-Al-Ni for high temperature shape memory alloy applications ist Malte Vollmer, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Metallische Werkstoffe unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf. mit einem Poster Award auf der 2nd International Conference on High-Temperature Shape Memory Alloys (HTSMAs 2018) ausgezeichnet worden. Seine im Rahmen der Tagung präsentierten Ergebnisse beantworten die Frage, ob eisenbasierte Fe-Mn-Al-Ni Formgedächtnislegierungen für den Einsatz bei erhöhten Temperaturen geeignet sind. Die positive Beantwortung dieser Frage ist von höchster Bedeutung für die weitere Entwicklung dieser vielversprechenden neuen Legierung, die revolutionäre Anwendungen u.a. in der Automobiltechnik sowie dem Bauwesen verspricht. Die Konferenz fand vom Mai in Irsee (Deutschland) statt und diente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der ganzen Welt zum Austausch neuester Erkenntnisse zum Thema Hochtemperaturformgedächtnislegierungen. Insbesondere die Entwicklung, Verarbeitung, Charakterisierung und Modellierung neuer Legierungsysteme stand im Vordergrund der Konferenz. Der Posterpreis wurde vom Organisationskomitee, unterstützt durch die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e. V. (DGM), verliehen.

28 28 Ehrenkolloquium Prof. Scholtes Die Werkstofftechnik im Wandel der Zeit - Kolloquium zu Ehren von Professor Scholtes Mit Ende des Monats September hat sich Professor Scholtes, langjähriger Leiter des Fachgebiets Metallische Werkstoffe der Universität Kassel, in den wohlverdienten Ruhestand verabschiedet. Mit seinem großen Engagement in den zurückliegenden über 25 Jahren an der Universität Kassel sowie in nationalen und internationalen Gremien wird er für immer bleibende Spuren in Kassel und der Werkstofftechnik Community hinterlassen. So war er nicht allein Dekan des Fachbereichs Maschinenbau und Vizepräsident der Universität Kassel, sondern auch Mitglied im Vorstand verschiedener Verbände, so z. B. der Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e. V. (AWT), und Fachkollegiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Mit einem Festkolloquium zu seinen Ehren hat das Fachgebiet, seit 2016 unter der Leitung seines Nachfolgers Professor Niendorf, einen würdigen Rahmen für dieses Ereignis geschaffen. So kamen im September mehr als 80 Gäste im Gießhaus der Universität Kassel zusammen, um einerseits die zurückliegenden sowie die aktuellen Entwicklungen im Forschungsfeld der Werkstofftechnik zu beleuchten und zu diskutieren. Mit seinem Vortrag Die Werkstofftechnik im Wandel der Zeit konnte Professor P. Portella (Bundesanstalt für Materialprüfung, BAM, Berlin) die Serie der Vorträge perfekt einläuten, die Entwicklung der werkstofftechnischen Forschung Gestern, heute und morgen an der Universität Kassel rückte dann in den Fokus. Die anschließenden Diskussionen im Kreise der Anwesenden, von Kasseler Wissenschaftlern über ehemalige Doktoranden bis hin zu Vertretern aus Industrie und Wissenschaft zeigten wie groß die Anerkennung für die bisherigen Leistungen der Kasseler Werkstofftechnik sind, zeitgleich dabei aber auch wie spannend die aktuellen und zukünftigen Entwicklungen sind. Hierzu Professor Niendorf: Mit den beiden neuen Forschungsfeldern Formgedächtnistechnologie und Additive Fertigung, d. h. dem 3D-Druck, sind wir auf dem Weg zu neuen Herausforderungen. Hierbei zeigt sich, dass offene Fragestellungen gerade in Zusammenhang mit Eigenspannungen und der Schwingfestigkeit stehen. Hier können wir auf die exzellenten Arbeiten meines Vorgängers aufbauen. Es ergeben sich somit einzigartige Möglichkeiten hier am Standort: Es wächst zusammen, was zusammengehört. In diesem Sinne waren sich alle Anwesenden einig: Wir wünschen Prof. Scholtes alles Gute für den Ruhestand und viel Zeit und Muße für alle geplanten Aktionen. Gleichzeitig hoffen wir jedoch, dass er uns auch im wissenschaftlichen Kreise noch für eine lange Zeit sichtbar und erhalten bleibt!

29 29 ZerTech Zentrum für Randschichtanalytik und technik Ansprechpartner: Dr.-Ing. Django Baunack Tel.: +49 (0)561/ , Dr.-Ing. Alexander Liehr Tel.: +49 (0)561/ , Dr.-Ing. Wolfgang Zinn Tel.: +49 (0)561/ , Zum Jahreswechsel 2017/2018 übernahm Herr Dr. Baunack die technische Leitung von ZerTech und seit Juli steht Herr Dr. Liehr als stellv. technischer Leiter unseren Kunden zur Verfügung. Trotz des Personalwechsels und der Umstrukturierung stehen auch bei ZerTech die Zeichen auf Wachstum. Insgesamt wurden 307 Einzelaufträge angenommen von denen 261 bis zum Jahresende abgearbeitet werden konnten. Somit wurden Aufträge für 58 Institutionen und Firmen abgewickelt. Unserem, bisher über Europa verteiltem, Kundenstamm konnten gleich mehrere Kunden aus Übersee hinzugefügt werden. Der Umsatz konnte im Vergleich zum Vorjahr um 89% gesteigert werden. Die Haupteinnahmen, ca. 84% der Gesamteinnahmen, wurden wie auch im Vorjahr mit der röntgenografischen Spannungsanalyse erzielt. Knapp 5% wurden mit der Eigenspannungsermittlung mittels Bohrlochmethode erzielt und ca. 11% wurden mit anderen Untersuchungen (Prüfen der mechanischen Eigenschaften, Metallographie) Beratung und Vorträgen, meistens im Zusammenhang mit Schadensfalluntersuchungen, erwirtschaftet. Neben einem intensiven Einblick in praxisrelevante Fragestellungen ist in diesem Zusammenhang auch die Ausbildung durch Forschung der an den Arbeiten beteiligten Mitarbeitern hervorzuheben.

30 30 Konferenzen, Tagungen, Fortbildungen, Fachausschusssitzungen Im Folgenden ist eine Auswahl an Veranstaltungen gelistet, bei denen das IfW-MW personell vertreten war: : WCSM 2018 (Osaka, Japan) Dr.-Ing. P. Krooß : Forschungsaufenthalt am RAL (Oxford, England) C. Lauhoff M.Sc : Vortrags-Kolloquium DVS Bezirksverband Nordhessen Der Wert eines geprüften Schweißers oder was kostet eine Schweißerprüfung von B. Menningen (Kassel) Dr.-Ing. D. Baunack, Dr.-Ing. W. Zinn (Moderation) :DGM-Fortbildungsseminar Eigenspannungen - Ermittlung und Bewertung (Karlsruhe) A. Magnier M.Sc., Prof. Dr.-Ing. B. Scholtes, Dr.-Ing. W. Zinn : DVS Arbeitsgruppe V 3.1 Abbrennstumpf-, Pressstumpf- und MBP Schweißen (Wilnsdorf bei Siegen) Dr.-Ing. D. Baunack 12./ : DGM-Frühjahrssitzung Materialermüdung (Osnabrück) T. Oevermann M.Sc., S. Saalfeld M.Sc. 17./ : AWT-Fachausschuss 13 Eigenspannungen (Bremen) B. Aminforoughi M.Sc., S. Degener M.Sc., A. Magnier M.Sc., Dr.-Ing. D. Baunack, Dr.-Ing. W. Zinn : Workshop Erwartungen an einen technisch-wissenschaftlichen Verband - definieren, wecken und erforschen (Düsseldorf) B. Aminforoughi M.Sc : Treffen der Koordinierungsgruppe Studenten und Young Professionals im DVS (Düsseldorf) B. Aminforoughi M.Sc : Vortrags-Kolloquium DVS Bezirksverband Nordhessen Unlegierte Baustähle - Welche Neuerungen bringt die EN aus Sicht der schweißtechnischen Verarbeitung von Prof. Dr.-Ing. J. Schuster (Kassel) Dr.-Ing. D. Baunack, Dr.-Ing. W. Zinn (Moderation) : HTSMA 2018 (Irsee) C. Lauhoff M.Sc., Dr.-Ing. P. Krooß, M. Vollmer M.Sc., Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf

31 : 12th International Fatigue Congress (Poitiers, Frankreich) T. Wegener M.Sc. 11./ : Sitzung Fachausschuss DVS FA04 Widerstandsschweißen (Düsseldorf) Dr.-Ing. D. Baunack 25./ : VAMAS Workshop Additive Manufacturing (Berlin) J. Günther M.Sc : Messfahrt Bessy (Berlin) B. Aminforoughi M.Sc., S. Degener M.Sc., Dr.-Ing. A. Liehr, Dr.-Ing. P. Krooß : ESOMAT 2018 (Metz, Frankreich) C. Lauhoff M.Sc., Dr.-Ing. P. Krooß, M. Vollmer M.Sc., Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf 29./ : 3MA-Schulung am Fraunhofer IZFP (Saarbrücken) S. Degener M.Sc., Dipl.-Ing. C. Schott, Dr.-Ing. W. Zinn : European Conference on Residual Stresses - ECRS10 (Leuven, Belgien) B. Aminforoughi M.Sc., S. Degener M.Sc., A. Magnier M.Sc., T. Oevermann M.Sc., Dr.-Ing. T. Wu, Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf, Prof. Dr.-Ing. B. Scholtes : Messfahrt STRESS-SPEC (München) Dr.-Ing. P. Krooß, C. Lauhoff M.Sc : 4. Sitzung des projektbegleitenden Ausschusses für das AiF Forschungsprogramm der FOSTA P 1197/17/2016/IGF-Nr N (Witten) A. Magnier M.Sc., Dr.-Ing. W. Zinn : DGM-Fortbildung "Einführung in die Additive Fertigung" (Paderborn) Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf 09./ : Seminar Prozess-, Werkzeug- und Maschinenanalyse, Institut für spanende Fertigung (TU Dortmund) Dipl.-Ing. C. Schott : Materials Science & Technology 2018 (Columbus, Ohio, USA) J. Richter M.Sc : Härtereikongress (Köln) T. Arold M.Sc., Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf : 5th Cellular Materials CellMAT 2018 (Bad Staffelstein) T. Arold M.Sc.

32 32 30./ : Herbstsitzung des AWT Fachausschusses Eigenspannungen (Friedrichshafen) A. Magnier M.Sc., B. Aminforoughi M.Sc., S. Degener M.Sc., Dr.-Ing. W. Zinn 03./ : Fachausschuss Hybride Werkstoffe und Strukturen zusammen mit dem AK Mischverbindungen mit Aluminium (Kaiserslautern) Dr.-Ing. T. Wu : Workshop SCHWEISSERUNI - Induktives Erwärmen und Richten (Fuldabrück-Bergshausen) Dr.-Ing. D. Baunack : DVS Arbeitsgruppe V 3.1 Abbrennstumpf-, Pressstumpf- und MBP Schweißen (Iserlohn) Dr.-Ing. D. Baunack : formnext (Frankfurt) T. Arold M.Sc., J. Richter M.Sc : Vortrags-Kolloquium DVS Bezirksverband Nordhessen Richtiges Nacharbeiten von Schweißnähten von A. Walter und O. Reuter (Kassel) Dr.-Ing. D. Baunack, Dr.-Ing. W. Zinn (Moderation) : Wissenschaftlicher Austausch mit der AG Genzel und Breidenstein (Kassel) A. Magnier M.Sc., B. Aminforoughi M.Sc., S. Degener M.Sc., Dr.-Ing. W. Zinn, Dr.-Ing. A. Liehr, Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf 26./ : Arbeitsgruppe V3 / Fachausschuss 4 Widerstandsschweißen (Düsseldorf) Dr.-Ing. D. Baunack : Vortrags-Kolloquium DVS Bezirksverband Nordhessen Umgang mit Schweißrauchen von R. Woyzella (Kassel) Dr.-Ing. D. Baunack, Dr.-Ing. W. Zinn (Moderation) 11./ : DGM Fachausschuss Mechanische Oberflächenbehandlung (Aachen) Dr.-Ing. D. Baunack : Vortrags-Kolloquium DVS Bezirksverband Nordhessen Auswahl der richtigen Schweißzusätze von R. Paschold (Kassel) Dr.-Ing. W. Zinn (Moderation) 06./ : Werkstofftechnisches Kolloquium (Chemnitz) T. Arold M.Sc., Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf 07./ : Frühjahrssitzung DGM - Materialermüdung (Hamburg) T. Wegener M.Sc., J. Richter M.Sc.

33 : Jahresmitgliederversammlung DVS Bezirksverband Nordhessen (Lohfelden) Dr.-Ing. W. Zinn : HZB Photon School 2019 (Berlin) S. Degener M.Sc. 28./ : Seminar Messen mit Dehnungsmessstreifen - planen, verschalten und auswerten (Darmstadt) J. Winkelmann Vorträge Eine Auswahl an Vorträgen auf nationalen und internationalen Kongressen sowie im Rahmen von Arbeitskreissitzungen: J. Günther Additively manufactured isotropic and defect tolerant material by EBM processing Werkstofftechnisches Kolloquium am WTK, Chemnitz, J. Günther EBM processing of weak-textured and defect tolerant material EBAM, Nürnberg, D. Baunack Induktives Stumpfschweißen metallischer Mischverbindungen DVS Arbeitsgruppe V3.1 Abbrennstumpf-, Pressstumpf- und MBP Schweißen, Wilnsdorf bei Siegen, S. Saalfeld, T. Oevermann, B. Scholtes, T. Niendorf Consequences of high-temperature deep rolling on the fatigue behavior and the residual stress stability of the steel SAE 1045 DGM-Frühjahrssitzung 2018, Osnabrück, 12./ W. Zinn, A. Magnier, B. Scholtes, T. Niendorf, U. Holländer, H.J. Maier Eigenspannungen in hochtemperaturgelöteten Cr-CrNi-Stahl-Mischverbindungen AWT Fachausschuss 13: Eigenspannungen, Bremen, 17./ C. Lauhoff, M. Vollmer, P. Krooß, Y.I. Chumlyakov, T. Niendorf In situ characterization of functional properties in polycrystalline Co-Ni-Ga high-temperature shape memory alloys Posterpräsentation HTSMA, Irsee, C. Lauhoff, M. Vollmer, P. Krooß, T. Niendorf On the suitability of Fe-Mn-Al-Ni for high temperature shape memory alloy applications Posterpräsentation HTSMA, Irsee,

34 34 P. Krooß, C. Lauhoff, P. Kadletz, T. Niendorf, Y.I. Chumlyakov, H.J. Maier Martensite stabilization in CoNiGa high temperature shape memory alloys HTSMA, Irsee, M. Vollmer, C. Lauhoff, P. Krooß, T. Niendorf On the suitability of Fe-Mn-Al-Ni for high temperature shape memory alloy applications HTSMA, Irsee, T. Niendorf Design of Microstructure and Properties of Metallic Alloys by Additive Manufacturing 10th Indo-German Frontiers of Engineering Symposium, Potsdam, T. Wegener On the fatigue behavior of dual phase high-entropy alloys in the low-cycle fatigue regime 12th International Fatigue Congress, Poitiers (Frankreich), W. Zinn Schadensuntersuchungen und Prozessanalyse durch Röntgenfeinstrukturuntersuchungen Seminar Schadenskunde und Schadensverhütung, Esslingen, J. Günther Impact of Processing Conditions and Post-Treatment on Material Properties in Metal additive Manufacturing VAMAS Workshop an der BAM, Berlin, 25./ T. Niendorf, F. Brenne J. Günther, M. Droste, H. Biermann, L. Wu, S. Leuders Microstructure-property relationships in additively manufactured steels Tailoring properties by process design THERMEC, Paris (Frankreich), C. Lauhoff, A. Reul, D. Langenkämper, P. Krooß, C. Somsen, M.J. Gutmann, I. Kireeva, Y.I. Chumlyakov, G. Eggeler, W.W. Schmahl, T. Niendorf Effect of nanometric -particles on the stress-induced martensitic transformation in {011} oriented Co 49 Ni 21 Ga 30 high-temperature shape memory alloy single crystals ESOMAT 2018, Metz (Frankreich), M. Vollmer, T. Arold, C. Lauhoff, P. Krooß, T. Niendorf On the effect of Chromium and Titanium on abnormal grain growth of Fe-Mn-Al-Ni-X shape memory alloys induced by cyclic heat treatment ESOMAT 2018, Metz (Frankreich), P. Krooß, C. Lauhoff, A. Paulsen, J. Frenzel, C. Somsen, D. Langenkämper, A. Reul, W. Schmahl, E. Karsten, H. J. Maier, T. Niendorf Effect of the heating-cooling rate on the functional properties of Ti-Ta-Al HT-SMAs ESOMAT 2018, Metz (Frankreich), T. Niendorf Designing microstructure for high damage tolerance in additively manufactured alloys ICMFM XIX, Porto (Portugal),

35 35 S. Degener, B. Aminforoughi, M. Meixner, M. Klaus, C. Genzel, B. Scholtes, T. Niendorf On the analysis of triaxial residual stresses upon contact loading of steel 100Cr6 based on different X-ray diffraction methods European Conference on Residual Stresses - ECRS10, Leuven (Belgien), S. Degener, B. Aminforoughi, J. Bednarcik, W. Zinn, B. Scholtes, T. Niendorf On the X-Ray Analysis of Residual Stresses Gained from Area Detector Data in Transmission Mode European Conference on Residual Stresses - ECRS10, Leuven (Belgien), S. Saalfeld, T. Oevermann, B. Scholtes, T. Niendorf Warm Deep Rolling - Consequences on Residual Stresses and Fatigue Strength European Conference on Residual Stresses - ECRS10, Leuven (Belgien), T. Niendorf, B. Aminforoughi, S. Degener, A. Magnier, F. Brenne, W. Zinn, M. Klaus, C. Genzel, B. Scholtes On the impact of residual stresses in components processed by additive manufacturing European Conference on Residual Stresses - ECRS10, Leuven (Belgien), W. Zinn Das Fachgebiet Metallische Werkstoffe - Ein Blick auf die zurückliegenden Jahre Ehrenkolloquium Prof. Dr.-Ing. B. Scholtes, Kassel, T. Niendorf, F. Brenne, T. Arold, D. Kotzem, J. Tenkamp, F. Walther Designing microstructure for high damage tolerance in additively manufactured alloys Materials Science & Engineering, Darmstadt), J. Richter, T. Arold, F. Brenne, J. Guenther, T. Niendorf Additive Fertigung - Zu den Eigenschaften additiv gefertigter Metalllegierungen 3D-Druck in Theorie und Praxis, VDI Bezirksverein Nordhessen, Künzell, J. Richter, J. Guenther, F. Brenne, M. Droste, M. Wendler, O. Volkova, D. Kotzem, F. Walther, H. Biermann, T. Niendorf Isotropic Microstructure and Defect Tolerant Behavior by Microstructural Design of Additively Manufactured TRIP-Steel Materials Science & Technology 2018, Columbus, Ohio (USA), T. Arold, F. Brenne, T. Niendorf Selektives Laserschmelzen von Ti-6Al-4V, 316L und IN718 Einfluss nachgeschalteter Wärmebehandlungen auf Mikrostruktur und mechanisches Verhalten unter quasi-statischer und zyklischer Beanspruchung HK AWT Härtereikongress, Köln, T. Arold, F. Brenne, T. Niendorf Mechanical performance and deformation characteristics of cellular structures produced by additive manufacturing techniques 5th Cellular Materials CellMAT 2018, Bad Staffelstein,

36 36 W. Zinn Vorstellung von Probensätzen für einen Ringversuch mit der Bohrlochmethode AWT Fachausschuss 13: Eigenspannungen, Friedrichshafen, 30./ D. Baunack Schweißen mittels Induktion Workshop SCHWEISSERUNI, Fuldabrück-Bergshausen, T. Niendorf, T. Wegener, J. Günther, F. Brenne Direct microstructure design and process induced imperfections in additive manufacturing What is their impact on structural integrity? ASTM Symposium, Washington DC (USA), D. Baunack Mögliche Inhalte einer Projektskizze zum induktiven Stumpfschweißen DVS Arbeitsgruppe V3.1, Iserlohn, T. Arold, F. Brenne, T. Niendorf Mechanical characterization and deformation behaviour of additively manufactured, periodic cellular lattice structures 21. Werkstofftechnisches Kolloquium 2019 WTK 040/19, Chemnitz, 06./ T. Wegener Role of post fabrication heat treatment on the low-cycle fatigue behavior of electron beam melted Inconel 718 superalloy Frühjahrssitzung DGM - Materialermüdung, Hamburg, 07./ Veröffentlichungen C. Lauhoff, P. Krooß, D. Langenkämper, C. Somsen, G. Eggeler, I. Kireeva, Y. I. Chumlyakov, T. Niendorf Martensite aging in 001 oriented Co49Ni21Ga30 single crystals in tension Funct. Mater. Lett., 11 (2018), G. Gerstein, G. Firstov, Y. I. Chumlyakov, P. Krooß, T. Niendorf, A. Dallinger, H.J. Maier Magneto impulse response and microstructure coupling in [001]-oriented Co49Ni21Ga30 MSMA single crystals Mater.Sci. Tech. 34 (2018), P. Juijerm, B. Scholtes Fatigue lifetime improvement of aluminium alloys Encyclopedia of Aluminium and its Alloys, G.E. Totten, M. Tiryakioglu, O. Kessler (ed.), Taylor & Francis (2018), M. Meixner, M. Klaus, W. Zinn, D. Apel, A. Liehr, C. Genzel, B. Scholtes Analysis of Multiaxial Near-Surface Residual Stress Fields by Energy- and Angle-Dispersive X-ray Diffraction: Semi- Versus Nondestructive Techniques Materials Performance and Characterization, Vol. 7, No. 4 (2018),

37 37 A. Reul, C. Lauhoff, P. Krooß, M. J. Gutmann, P. M. Kadletz, Y. I. Chumlyakov, T. Niendorf, W. W. Schmahl In Situ Neutron Diffraction Analyzing Stress-Induced Phase Transformation and Martensite Elasticity in [001]-Oriented Co49Ni21Ga30 Shape Memory Alloy Single Crystals Shap. Mem. Superelasticity, 4 (2018), M. Droste, J. Günther, D. Kotzem, F. Walther, T. Niendorf, H. Biermann Cyclic deformation of a damage tolerant CrMnNi TRIP steel produced by electron beam melting Int. J. Fatigue 114 (2018), A. Magnier, W. Zinn, T. Niendorf, B. Scholtes Residual Stress Analysis on Thin Metal Sheets Using the Incremental Hole Drilling Method - Fundamentals and Validation Experimental Techniques (2018), P. Wang, C. Gammer, F. Brenne, T. Niendorf, J. Eckert, S. Scudino A heat treatable TiB2/Al-3.5Cu-1.5Mg-1Si composite fabricated by selective laser melting: microstructure, heat treatment and mechanical properties Composites Part B 47 (2018), C. Lauhoff, M. Vollmer, P. Krooß, I. Kireeva, Y. I. Chumlyakov, T. Niendorf Pathways Towards Grain Boundary Engineering for Improved Structural Performance in Polycrystalline Co Ni Ga Shape Memory Alloys Shap. Mem. Superelasticity 5 (2019), B. Diepold, S. Neumeier, M. Pröbstle, T. Niendorf, M. Göken Mikrostruktureller Einfluss auf die Kriecheigenschaften der additiv gefertigten Nickellegierung IN718 Conf. Proceedings DGM-Tagung Additive Fertigung in Potsdam (2018), B. Scholtes, J. Robinson (ed.) Materials Performance and Characterization Materials Performance and Characterization, Vol. 7, No. 4 (2018) F. Wittich, M. Gringard, M. Kahl, A. Kroll, W. Zinn, T. Niendorf Datengetriebene Modellierung zur Prädiktion des Eigenspannungstiefenverlaufs beim Hartdrehen Proceedings 28. Workshop Computational Intelligence in Dortmund (2018), A. Magnier, B. Scholtes, T. Niendorf On the reliability of residual stress measurements in polycarbonate samples by the hole drilling method Polymer Testing 71 (2018), G. Gerstein, G. Firstov, Y. Chumlyakov, P. Krooß, T. Niendorf, A. Dalinger, H.J. Maier Magnetic pulse controlled microstructure development in Co49Ni21Ga30 single crystals Mater. Sci. Tech., 34 (2018),

38 38 B. Kiefer, J. Hein, M. Abendroth, H. Biermann, S. Henkel, T. Niendorf, P. Krooß, Y. Chemisky On the potential of using the small punch test for the characterization of SMA behavior under multi-axial loading conditions SMASIS 2018 B. Breidenstein, F. Brenne, L. Wu, T. Niendorf, B. Denkena Tailoring surface and subsurface properties of additively manufactured H13 tool steel by combined machining HTM 73 (2018), J. Koopmann, J. Voigt, T. Niendorf Additive manufacturing of a steel-ceramic multi-material by selective laser melting Metall. Mater. Trans. 50B, 2019, L.A. Al-Juboori, F. Brenne, T. Niendorf On the mechanical properties of Inconel 718 fabricated by EBM for as-built and heat-treated components Metall. Mater. Trans. 49B (2018), E. Karsten, G. Gerstein, O. Golovko, A. Dallinger, C. Lauhoff, P. Krooß, T. Niendorf, H.J. Maier On the impact of hot extrusion on microstructure evolution in polystalline Co-Ni-Ga hightemperature shape memory alloys Shape Memory and Superelasticity 5 (2019), P. Decker, J. Fortmann, S. Salomon, P. Krooß, T. Niendorf, A. Ludwig Influence of Cr alloying (1.5 to 6 at.%) on martensitic phase transformation temperatures in Co-Ni-Ga-Cr thin films Shape Memory and Superelasticity 5 (2019), T. Wegener, J. Günther, F. Brenne, T. Niendorf Role of post-fabrication heat treatment on the low-cycle fatigue behavior of electron beam melted Inconel 718 superalloy STP: Selected Technical Papers (2018), accepted H. Lührs, K. Sittig, T. Niendorf Cladded steel for clutch disc carriers - On the formability and wear properties Forschung im Ingenieurwesen (2018), accepted K. Anten, B. Scholtes Formation of Macroscopic Twin Bands and Inhomogeneous Deformation During Cyclic Tension-Compression Loading of Mg-wrought Alloy AZ31 Materials Science and Engineering A 746 (2019), S. Saalfeld, T. Oevermann, T. Niendorf, B. Scholtes Consequences of deep rolling on the fatigue behavior of steel SAE 1045 at high loading amplitudes Int. J. Fatigue 118 (2019),

39 39 T. Niendorf, C. Lauhoff, E. Karsten, G. Gerstein, A. Liehr, P. Krooß, H.J. Maier Direct microstructure design by hot extrusion High-temperature shape memory alloys with bamboo-like microstructure Scr. Mater., 162 (2019), S.V. Sajjadifar, G.G. Yapici, E. Delmer, P. Krooß, T. Wegener, H.J. Maier, T. Niendorf Cyclic Deformation Response of Ultra-fine grained Ti at Elevated Temperatures Int. J. Fatigue 122 (2019), M. Vollmer, M.J. Kriegel, A. Wlansch, V. Klemm, A. Leineweber, T. Niendorf On the microstructural and functional stability of Fe-Mn-Al-Ni at ambient and elevated temperatures Scripta Mater. (2019), F. Brenne, T. Niendorf Load distribution and damage evolution in bending and stretch dominated Ti-6Al-4V cellular structures processed by Selective Laser Melting Int. J. Fatigue 121 (2019), E. Karsten, G. Gerstein, O. Golovko, A. Dalinger, C. Lauhoff, P. Krooss, T. Niendorf, A. Samsonenko, H.J. Maier Tailoring the Microstructure in Polycrystalline Co Ni Ga High-Temperature Shape Memory Alloys by Hot Extrusion Shap. Mem. Superelasticity (2019) P. Krooß, C. Lauhoff, D. Langenkämper, A. Paulsen, A. Reul, S. Degener, B. Aminforoughi, J. Frenzel, C. Somsen, W. W. Schmahl, G. Eggeler, H. J. Maier, T. Niendorf Impact of Heating Cooling Rates on the Functional Properties of Ti 20Ta 5Al High- Temperature Shape Memory Alloys Shap. Mem. Superelasticity 5 (2019),

40 40 Neue Geräte / Anschaffungen 3MAII-Prüfsystem des Fraunhofer Institut für zerstörungsfreie Prüfung (IZFP) Das 3MA-II ist ein elektromagnetisches Prüfsystem zur zerstörungsfreien Charakterisierung von Materialeigenschaften wie Härte, Härtetiefe, Eigenspannungen, Streckgrenzen, Mikrostruktur u.ä. in ferromagntischen Werkstoffen. Die mikromagnetischen Eigenschaften eines Werkstoffes werden durch sein Ummagnetisierungsverhalten charakterisiert, welches wiederum durch Wechselwirkung der Blochwandbewegungen mit Versetzungen oder Gitterstörungen beeinflusst wird. Somit ergibt sich eine Korrelation der magnetischen mit den mechanisch-technologischen Eigenschaften eines Werkstoffes. 3MA-II nutzt die Kombination von folgenden 4 mikromagnetischen Messmethoden: Oberwellenanalyse des Zeitsignals der tangentialen Magnetfeldstärke Magnetisches Barkhausenrauschen Mehrfrequenzwirbelstrom Überlagerungspermeabilität Abschlussarbeiten Semesterarbeiten Timo Thiel Gefügeuntersuchungen verschiedener Stahlverbundwerkstoffe Jonas Bregazzi Untersuchung des Einflusses und Variation verschiedener Parameter und Maschinenkonfiguration einer vollautomatischen Richtanlage auf das Richtergebnis Behar Iseni Konstruktion einer Dreipunktbiegevorrichtung für einen Stahl-Schichtverbundwerkstoff Dominik Hofmann Zum Einfluss des Festwalzens auf die Randschicht gegossener Rundproben aus der Aluminiumlegierung AlSi9Cu3(Fe) Engin Erginoglu Untersuchung und Bewertung der Werkstoff- und Verarbeitungseigenschaften von hochfesten Al-Mg-Si(-Cu)-Knetlegierungen mittels Variation der Wärmebehandlung und des Kupferanteils

41 41 Philipp Dorfschäfer Einfluss variierender Prozessparameter auf das Gefüge von additiv gefertigten IN718 Proben Dominik Janoschka Grundlegende Untersuchung der Kohlenstoffdiffusion bei der induktiv pressgeschweißten Mischverbindung der Werkstoffe S235JRC+C und X5CrNi18-10 Anbritt Hagenah Einfluss der Abschrecktemperatur auf das Gefüge von Zylinderkurbelgehäusen (EA 211 TSI evo) Philip Sandrock Ermittlung und Erprobung experimenteller Verfahren zur Quantifizierung duktiler Schädigung an komplexen, kaltumgeformten Blechteilen André Bauer Einfluss von Kornorientierungen und Korngrenzen auf das pseudoelastische Verhalten von Fe-Mn-Al-Ni Formgedächtnislegierungen Moritz Kahlert Verarbeitung kobaltbasierter Formgedächtnislegierungen mittels additiver Fertigung am Beispiel Co49Ni21Ga30 Niklas Schürholz Hochtemperaturfestwalzen mit integrierter Wärmebehandlung am Beispiel von Versuchen an dem niedriglegierten Vergütungsstahl 42CrMo4 Steffen Löcker Untersuchungen zur Eigenspannungsstabilität festgewalzter Randschichten nach thermischer Beanspruchung an vergütetem C45E anhand röntgenographischer und mikroskopischer Analysemethoden Xuelu Jiang Charakterisierung des Eigenspannungszustandes im Randschichtbereich additiv gefertigter Teile aus Inconel 718 mittels röntgenografischer Verfahren Marcel Krochmal Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten und zur Eigenspannungsstabilität festgewalzter Randschichten im Very-High-Cycle-Fatigue am Beispiel des Modellwerkstoffs C45E Michael Knips Beurteilung des Schwingfestigkeitsverhaltens festgewalzter Randschichten und Bestimmung der Eigenspannungsstabilität in kritischen Versagensbereichen unter schwingender Beanspruchung Niklas Hauenschild Korrosionsbeständigkeit von oberflächenbehandelten Schrauben und Werkstoffen unter verschiedenen Umweltbedingungen Ahmad Bayat Eigenspannungsanalyse an Stahlverbundwerkstoffen

42 42 Jan Schwarz Zu dem Einfluss von β-ausscheidungen auf das pseudo-elastische Verhalten von Fe-Mn-Al- Ni bei erhöhten Temperaturen Lisa Ott Parameterstudie zur Minimierung der Streuung bei röntgenographischen Eigenspannungsmessungen an einer einsatzgehärteten Probe aus 18CrNiMo7-6 mit grobkörnigem Gefüge Leoni Hübner Randschichtanalyse und Verhalten unter schwingender Beanspruchung eines High Entropy Alloys nach dem Festwalzen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus Michael Wiegand In Situ Untersuchungen zur Entwicklung der strukturellen Schädigung an Korngrenzen unter pseudoelastischer Belastung in einer Co-Ni-Ga Formgedächtnislegierung Bachelorarbeiten Timo Thiel Untersuchung der mikrostrukturellen und mechanischen Eigenschaften von durch EBM hergestelltem H13 Werkzeugstahl Jonas Bregazzi Untersuchung des Einflusses und Variation verschiedener Parameter und Maschinenkonfiguration einer vollautomatischen Richtanlage auf das Richtergebnis Patrick Bednarek Konzept zur Temperaturführung zinkbasierter Beschichtungssysteme in der direkten Warmblechumformung und Untersuchung der damit verbundenen mechanischen Eigenschaften Waldemar Schönberger Umlaufbiegeversuche im Salzsprühnebel mit hochtemperaturfestgewalzten Proben aus dem metastabilen austenitischen Stahl X5CrNi18-10 Dominik Hofmann Zum Einfluss des Festwalzens auf die Randschicht gegossener Rundproben aus der Aluminiumlegierung AlSi9Cu3(Fe) Engin Erginoglu Untersuchung und Bewertung der Werkstoff- und Verarbeitungseigenschaften von hochfesten Al-Mg-Si(-Cu)-Knetlegierungen mittels Variation der Wärmebehandlung und des Kupferanteils Philipp Dorfschäfer Potential- und Versagensanalyse an einer Kupfer-Klett-Welding -Verbindung in Solar- Wechselrichtern

43 43 Anbritt Hagenah Einfluss der Abschrecktemperatur auf das Gefüge von Zylinderkurbelgehäusen (EA 211 TSI evo) Philip Sandrock Ermittlung und Erprobung experimenteller Verfahren zur Quantifizierung duktiler Schädigung an komplexen, kaltumgeformten Blechteilen Andreas Staschull Analyse des Verzahnungshonens und der Vorbearbeitung von Werkstücken Behar Iseni Untersuchung der Umformbarkeit von verschiedenen Schichtverbundwerkstoffen André Bauer Einfluss von Kornorientierungen und Korngrenzen auf das pseudoelastische Verhalten von Fe-Mn-Al-Ni Formgedächtnislegierungen Susanne Lina Maria Herwig Untersuchung zur Optimierung der Elektrodenstandzeit beim Widerstandsschweißen von Kupferwerkstoffen Moritz Kahlert Verarbeitung kobaltbasierter Formgedächtnislegierungen mittels additiver Fertigung am Beispiel Co49Ni21Ga30 Niklas Schürholz Hochtemperaturfestwalzen mit integrierter Wärmebehandlung am Beispiel von Versuchen an dem niedriglegierten Vergütungsstahl 42CrMo4 Steffen Löcker Untersuchungen zur Eigenspannungsstabilität festgewalzter Randschichten nach thermischer Beanspruchung an vergütetem C45E anhand röntgenographischer und mikroskopischer Analysemethoden Janis Scholz Beitrag zur Untersuchung der Substitution des Werkstoffes EN AW-7020 T651 durch den Werkstoff Armox 500T in einer Schweißkonstruktion Felix Clemens Ewald Inconel 718 verarbeitet über Elektronenstrahlschmelzen - Einfluss von Prozessparametern auf Mikrostruktur und mechanisches Verhalten unter quasistatischer Beanspruchung Xuelu Jiang Charakterisierung des Eigenspannungszustandes im Randschichtbereich additiv gefertigter Teile aus Inconel 718 mittels röntgenografischer Verfahren Choukri Marouf Induktives Stumpfschweißen zwischen Aluminium AlMg3 und Stahl S235JR

44 44 Michael Knips Beurteilung des Schwingfestigkeitsverhaltens festgewalzter Randschichten und Bestimmung der Eigenspannungsstabilität in kritischen Versagensbereichen unter schwingender Beanspruchung Marcel Krochmal Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten und zur Eigenspannungsstabilität festgewalzter Randschichten im Very-High-Cycle-Fatigue am Beispiel des Modellwerkstoffs C45E Niklas Hauenschild Korrosionsbeständigkeit von oberflächenbehandelten Schrauben und Werkstoffen unter verschiedenen Umweltbedingungen Jan Schwarz Zu dem Einfluss von β-ausscheidungen auf das pseudo-elastische Verhalten von Fe-Mn-Al- Ni bei erhöhten Temperaturen Tom Christopher Stach Analyse des Verhaltens bei schwingender Beanspruchung des Stahls 42CrMo4 in verschiedenen Wärme- und Oberflächenbehandlungszuständen Lisa Ott Parameterstudie zur Minimierung der Streuung bei röntgenographischen Eigenspannungsmessungen an einer einsatzgehärteten Probe aus 18CrNiMo7-6 mit grobkörnigem Gefüge Leoni Hübner Randschichtanalyse und Verhalten unter schwingender Beanspruchung eines High Entropy Alloys nach dem Festwalzen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus Michael Wiegand In Situ Untersuchungen zur Entwicklung der strukturellen Schädigung an Korngrenzen unter pseudoelastischer Belastung in einer Co-Ni-Ga Formgedächtnislegierung Masterarbeiten Tizian Arold Influence of SLM process parameters on process and microstructure related to mechanical properties and variabilities in NiTi shape memory alloys Sebastian Ehrhardt Auswirkungen des Biegerichtens auf den randnahen Eigenspannungszustand und den Restaustenitgehalt einsatzgehärteter Getriebewellen Kombiz Sultani Charakterisierung des Eigenspannungszustandes im Stahl 100Cr6 mit fein-perlitischem Gefüge nach zyklischer Kontaktbeanspruchung mittels röntgenographischer Verfahren an unterschiedlichen Schnittflächen und Vergleich mit FEM-Simulation

45 45 Carsten Huff Potenziale der additiven Fertigung im Bereich der K+S Gruppe Alexander Reuper Charakterisierung des dreiachsigen Eigenspannungszustandes im Stahl 100Cr6 mit feinperlitischen Gefügen nach quasistatischer Kontaktbeanspruchung mittels röntgenographischer Verfahren an verschiedenen Kristallebenen Erich Neumann Konstruktion einer Prozesskammer zum selektiven Elektronenstrahlschmelzen Lijuan Ran Charakterisierung des dreiachsigen Eigenspannungszustandes im Stahl 100Cr6 mit feinperlitischen Gefügen nach quasistatischer Kontaktbeanspruchung mittels röntgenographischer Verfahren an unterschiedlichen Schnittflächen Vera Hartmann Mikrostrukturelle und mechanische Charakterisierung des austenitischen Stahls X2CrNiMo additiv gefertigt über Laserauftragsschweißen Jan Lippegaus Validierung einer innovativen Strategie zum energiereduzierten Schweißen - Leichtbau schiffbaulicher Stahlsektionen Christof Torrent Analyse von Stauchweg und mikrostrukturellen Eigenschaften von Schwarz-Weiß- Verbindungen nach dem induktiven Pressstumpfschweißen Christoph Koch Einflüsse und Auswirkungen von Überlasten auf das Ermüdungsverhalten und die Eigenspannungsverteilung randschichtverfestigter Musterbauteile des Modellwerkstoffs C45E Johannes Rüter Entwicklung additiv gefertigter Kühlkonzepte Johanna-Maria Frenck Aufbau und Inbetriebnahme eines Potentiostaten zur Untersuchung der Korrosionsbeständigkeit von Fe-Mn-Al-Ni-X (X = Cr, Ti) Formgedächtnislegierungen Robin Bock Scalmalloy (Al-Mg-Sc) verarbeitet über Selektives Laserschmelzen - Mikrostruktur und mechanisches Verhalten unter quasistatischer und zyklischer Beanspruchung Niclas Lichtenfeld Untersuchung zur Abbildung des auftretenden Verschleißverhaltens von Lamellenträger und Stahllamelle im tribologischen System

46 46 Hans-Patrick Balzerkiewitz Additiv verarbeitetes CuCr1Zr - mikrostrukturelle Analyse und Charakterisierung der dynamischen und quasistatischen Eigenschaften Zheng Zheng Analyse der mechanischen Eigenschaften und des Versagensverhaltens von DuoBond Blechen Internationale Kooperationen/Studierendenaustausch Über das SOKRATES- bzw. ERASMUS-Programm wird Studierenden die Möglichkeit geboten, eine Universität im europäischen Ausland im Rahmen einer Abschlussarbeit kennenzulernen und aktiv an einem aktuellen Forschungsprojekt mitzuarbeiten. Zu den Partnerinstituten zählen unter anderem die Linköpings Universität (Schweden), die ENSAM Aix-en- Provence (Frankreich), die Technische Universität Wien (Österreich) und die Universidade de Coimbra (Portugal). Seit längerer Zeit besteht zudem die Möglichkeit, die Abschlussarbeit (Bachelor- oder Masterarbeit) während eines Auslandssemesters in Shanghai (China) anzufertigen. Mit der Kasetsart University in Bangkok (Thailand) wurde ein Memorandum of Understanding (MoU) unterzeichnet, um den Austausch von Studierenden und Wissenschaftlern zu fördern. Studierendenaustausch Soner Tekin, Universität Kassel, von April 2018 bis September 2018 an der Ensam AIX en Provence (Frankreich) Lehrveranstaltungen Sommersemester 2018 Additive Fertigung (Dr.-Ing. F. Brenne) Einführung in die Projektarbeit: Bau und Erprobung eines Metallflugzeugs (Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf, Dr.-Ing. W. Zinn, Dipl.-Ing. D. Baunack, T. Wegener M.Sc.) Festigkeit und Versagen von Konstruktionswerkstoffen (Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf) Moderne Stahlwerkstoffe (Dr.-Ing. H.-G. Lambers, Dr.-Ing. M. Holzweißig)

47 47 Schweißtechnik 1 (Dr.-Ing. W. Zinn) Schwingfestigkeit und Randschichtoptimierung (Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf) Sinterwerkstoffe (Prof. Dr.-Ing. H.-D. Tietz) Werkstofftechnik 1 (Prof. Dr.-Ing. habil. B. Scholtes) Wintersemester 2018/2019 Formgedächtniswerkstoffe (Dr.-Ing. P. Krooß) Fortgeschrittenen Praktikum Maschinenbau (Dr.-Ing. A. Liehr) Gefüge und Eigenschaften metallischer Werkstoffe (Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf) Metallische Leichtbauwerkstoffe (Prof. Dr.-Ing. U. Noster) Praktikum Werkstofftechnik (Gemeinsam mit den Fachgebieten Kunststofftechnik und Qualität und Zuverlässigkeit) Schweißtechnik 2 (Dr.-Ing. W. Zinn) Werkstoffanalyse mit Röntgenstrahlen / Fortgeschrittenenpraktikum Maschinenbau (Dr.-Ing. A. Liehr) Werkstofftechnik 2 (Prof. Dr.-Ing. T. Niendorf)

48 48 Seminar für Werkstofftechnik Sommersemester 2018 Metallische Gläser und Formgedächtnislegierungen hergestellt mittels SLM , Dr. S. Pauly & T. Gustmann, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (Dresden) Die elektrische Widerstandsmessung zur zerstörungsfreien Prüfung von Lötnähten am Beispiel von Hartmetall-Stahl-Verbunden , Dr.-Ing. N. Sievers, Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund Oberflächenspannungsmessung mittels Tensiometrie zur Entwicklung und Verbesserung von Composit-Materialien , M. Snoyek, Firma Krüss GmbH (Hamburg) Verformungsinduzierte kristallographische und magnetische Phasentransformationen in metastabilen Fe-Basis-Legierungen , Dr.-Ing. M. Smaga, Lehrstuhl für Werkstoffkunde TU Kaiserslautern Wintersemester 2018/2019 Laser processing of lightweight metallic materials: Material defects and fatigue properties , Dr. N. Kashaev, Institut für Werkstoffforschung, Helmholtz-Zentrum (Geesthacht) Optische Messmethoden im Skalar Imaging an Fluiden und soliden Flächen und deren Interaktion , Dr. T. Brämer, LaVision GmbH (Göttingen) STRAFFR - ein elastisches Trainingsband mit sensorischen Eigenschaften , H. Storz, S. Weiß, T. Hellmuth, STRAFFR - Resistance Band Reinvented (Hamburg) Möglichkeiten der röntgenografischen In-situ-Verfahren im Labor und am Synchrotron , Dr.-Ing. J. Epp, Leibniz-Institut für werkstofforientierte Technologien (Bremen) AuCuNoPdPt as a benchmark for high entropy alloys , Prof. Dr. J. Freudenberger, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (Dresden) Polymerphysik als Schlüssel zum verbesserten Materialverständnis für Kunststoffanwendungen , Dr. M. Susoff, B.Braun Melsungen AG

49 49 Neue Gesichter Tizian Arold Studium: Maschinenbau, Universität Kassel Bachelor: Fremdphasenbildung und Mikrostrukturentwicklung von Fe- Mn-Al-Ni-X Formgedächtnislegierungen", IfW, Universität Kassel Master: Influence of SLM process parameters on process and microstructure related mechanical properties and variabilities in NiTi shape memory alloys", IfW, Universität Kassel Mitarbeiter des IfW Metallische Werkstoffe seit: April 2018 Arbeitsgebiet: Additive Fertigung Alexander Liehr Studium: Maschinenbau, Universität Kassel Diplom I: Zur tiefenaufgelösten Analyse von Gitterdehnungen mit Synchrotronstrahlung unter Anwendung partiell absorbierender Schlitzmasken, IfW, Universität Kassel Diplom II: Entwicklung einer Softwareumgebung für automatisierte Eigenspannungsmessungen bei konstanter Eindringtiefe mit der - - -Methode, IfW, Universität Kassel Dissertation: Beitrag zur randnahen Struktur- und Eigenspannungsanalyse in polykristallinen Werkstoffen mit energiedispersiven röntgenografischen Verfahren, IfW, Universität Kassel Mitarbeiter des IfW Metallische Werkstoffe seit: Juli 2018 Arbeitsgebiet: Leiter ZerTech Eduard Portje Studium: Maschinenbau, Universität Kassel Bachelor: : Induktives Stumpfschweißen der Werkstoffe E235 und X5CrNi18-10 (Mischverbindung) am 500 kn Pulser", IfW, Universität Kassel Mitarbeiter des IfW Metallische Werkstoffe seit: Mai 2018 Arbeitsgebiet: Konstruktions- & Elektroplanung

50 50 Seyedvahid Sajjadifar Bachelor: Different Fabrication Methods of Nanometallic Materials, Islamic Azad University, Saveh Branch, Iran Master: Hot Deformation Behavior of 4130 Steel, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran Dissertation: Thermo-Mechanical Behavior of Severely Deformed Titanium, Özyeğin University, Istanbul, Türkei Mitarbeiter des IfW Metallische Werkstoffe seit: Juli 2018 Arbeitsgebiet: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen, thermomechanische Bearbeitung von metallischen Werkstoffen Norbert Stroh Mitarbeiter des IfW Metallische Werkstoffe seit: Juni 2018 Arbeitsgebiet: ZerTech, röntgenographische Eigenspannungsmessung, Unterstützung bei der Funkenerosion EDM Christof Torrent Studium: Maschinenbau, Universität Kassel Bachelor: 2017, "Mikrostrukturelle und mechanische Eigenschaften von Inconel 718 nach dem Elektronenstrahlschmelzen", IfW, Universität Kassel Master: 2018, "Analyse von Stauchweg und mikrostrukturellen Eigenschaften von Schwarz-Weiß-Verbindungen nach dem induktiven Pressstumpfschweißen", IfW, Universität Kassel Mitarbeiter des IfW Metallische Werkstoffe seit: Januar 2019 Arbeitsgebiet: Einstellung von Mikrostruktur und Degradationsverhalten oxidpartikelmodifizierter Fe-Legierungen durch selektives Elektronenstrahlschmelzen

51 51 Tao Wu Bachelor: Matlab-Simulation im Internet Master: Realisierung eines verbesserten Transceivers für ein CAN- Powerline-System, Rostock Universität Dissertation: Ein multiskalen-multiphysikalisches Modell für Beton, Leibniz-Universität Hannover Mitarbeiter des IfW Metallische Werkstoffe seit: August 2018 Arbeitsgebiet: Analyse und Bewertung von Eigenspannungen in intrinsisch gefertigten Kunststoff-Metall-Schichtverbunden, Numerische Simulation von Eigenspannungen bei der additiven Fertigung Externe Doktoranden Jiachun Chen Process and material development for Selective laser melting (SLM) technique SLM Solutions Group AG, Lübeck Julian Koopmann Herstellung von Werkstoffkombinationen im Multimaterialdruck über das selektive Laserschmelzen Volkswagen AG, Wolfsburg Hinrich Lührs DuoBond Stahlverbundwerkstoffe für Getriebeteile Volkswagen AG, Baunatal

52 52 Manuel Opfer Wechselwirkungen zwischen der Ofenatmosphäre und dem beschichteten Vergütungsstahl in der Wärmebehandlung der Warmblechumformung Volkswagen AG, Baunatal Liang Wu Parameter development for laser beam melting and investigation of the relationship among LBM process, microstructure and properties Voestalpine Additive Manufacturing Center GmbH Mitarbeiter Leitung Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf Prof. Dr.-Ing. habil. Berthold Scholtes Sekretariat Heike Hammann Lehrbeauftragte Prof. Dr.-Ing. H. Tietz (Westsächsische Hochschule Zwickau) Prof. Dr.-Ing. U. Noster (OTH Regensburg) Dr.-Ing. H.-G. Lambers (Firma Benteler) Dr.-Ing. M. Holzweißig (Firma Benteler)

53 53 Wissenschaftliche Mitarbeiter Dr.-Ing. Wolfgang Zinn (Akademischer Oberrat, Leiter der Röntgenografie) Behzad Aminforoughi, M.Sc. (Energiedispersive Röntgenbeugung) Tizian Arold, M.Sc. Additive Fertigung) Dr.-Ing. Django Baunack (Technischer Leiter ZerTech) Dr.-Ing. Florian Brenne (Additive Fertigung, ausgeschieden Oktober 2018) Sebastian Degener, M.Sc. (Energiedispersive Röntgenbeugung) Andreas Fischer, M.Sc. (Eigenspannungen) Johannes Günther, M.Sc. (Additive Fertigung) Juthathip Kongthep, M.Sc. (Korrosionsermüdung, ausgeschieden August 2018) Philipp Krooß, M.Sc. (Formgedächtnislegierungen) Christian Lauhoff, M.Sc. (Formgedächtnislegierungen) Dr.-Ing. Alexander Liehr (Technischer Leiter ZerTech) Arnaud Magnier, M.Sc. (Bohrlochverfahren, FEM, ausgeschieden Dezember 2018) Torben Oevermann, M.Sc. (Bauteilrandzonen) Julia Richter, M.Sc. (Additive Fertigung) Stephanie Saalfeld, M.Sc. (Bauteilrandzonen) Dr. Seyedvahid Sajjadifar (Mechanische und thermomechanische Eigenschaften) Dipl.-Ing. Christopher Schott (Biegerichten) Christof Torrent, M.Sc. (Additive Fertigung) Malte Vollmer, M.Sc. (Formgedächtnislegierungen) Thomas Wegener, M.Sc. (Ermüdung und Rissausbreitung) Dr. Tao Wu (Eigenspannungen, numerische Simulation) Dr.-Ing. Frank Zeismann (Mikrostrukturanalyse) Technische Angestellte (Labor / Technik) Wolfgang Bierwind (Techniker) Dipl.-Ing. Rolf Diederich (Leiter der Mikroskopie) Christian Franz (Techniker, Strahlenschutz) Dipl.-Ing. Rainer Hunke (Laboringenieur) Stephen Krella (Metallographie / Werkstoffprüfung) Eduard Portje (Techniker)

54 54 Rauno Schmidt (Techniker) Norbert Stroh (Techniker) Jens Winkelmann (Techniker) Studentische / wissenschaftliche Hilfskräfte André Bauer Julian Benda Tobias Bierdümpfl Artjom Bolender Jonas Bregazzi Jiangnan Chen Anna Engelhardt Felix Ewald Bastian Firle Sabine Gottschling Diana Gruntenko Gerrit Michael Hiob Leoni Hübner Robert Cezary Huszcza Dominik Janoschka Xuelu Jiang Sebastian Jordan Sebastian Jung Moritz Kahlert Musawar Khalil Timo Körner Maxim Kusnezow Leonard Laabs Thomas Loeck Rebekka Müller Mikkel Nobach Lisa Ott Thomas Pham Xiaoshuang Qi Moritz Rößer Jan Schwarz Dennis Sommer Tobias Sorge Christof Torrent Michael Wiegand Institutsleben Exkursion zur Meyerwerft und Kämmerer Spezialpapiere

55 55 Im Zuge einer zweitägigen Busreise haben wir am die Meyerwerft in Papenburg besucht und dort die aktuelle und zukünftige Zusammenarbeit besprochen. Wir sind über die neusten Entwicklungen im Bereich des Kreuzfahrtschiffbaus informiert worden und haben die Werft, die im Baukastenprinzip arbeitet, besichtigt. Am nächsten Tag ging es früh morgens mit dem Reisebus von Papenburg nach Osnabrück zur Firma Kämmerer Spezialpapiere GmbH. Dort haben wir nach einer Firmenvorstellung den Einsatz verschiedenster Werkstoffe in der Papierherstellung kennengelernt. Nach dem Besichtigen des Papierprüflabors und fachlichem Austausch in Bezug auf verschiedenste Werkstoffprüfungen ging es mit dem Reisebus wieder Richtung Kassel. Wir bedanken uns bei der Meyer Werft GmbH & Co. KG und bei Kämmerer Spezialpapiere GmbH für die interessanten Vorträge und Führungen und freuen uns auf die zukünftige Zusammenarbeit. Sommerfest des IFW-Metallische Werkstoffe Am fand das alljährliche Sommerfest der Fachgruppe Metallische Werkstoffe statt. Der Einladung von Herrn Prof. Scholtes und Herrn Prof. Niendorf waren nicht nur aktive sondern auch viele ehemalige Mitglieder des Instituts und deren Familien gefolgt. Eine herbstlich anhauchende Dekoration schmückte das Foyer des Sophie-Henschel-Hauses, wodurch die Speisen vom Büffet gleich doppelt so gut schmeckten. Die gute Stimmung ließen sich die Anwesenden trotz dunklem Himmel nicht vermiesen und plauderten ausgiebig, veranstalteten Spiele und tauschten ihr Fachwissen untereinander aus. Vor allem mit der Mohrenkopfschleuder hatten an diesem Nachmittag nicht nur die Kleinen ihren Spaß. Abschließend ein herzliches Dankeschön an die beiden Professoren und deren Partnerinnen für den wirklich gelungenen Tag. Nachruf für Herrn Rehbaum (* , ) Nachruf für unseren ehemaligen Kollegen und Freund Manfred Rehbaum, der am 29. August 2018 unerwartet verstorben ist. Jeder der mit Herrn Rehbaum in all den Jahren, in denen er am Institut wirkte, zu tun hatte, kann sicherlich von seinem unverwechselbaren Charakter und Humor berichten, den er besaß: oftmals laut und deutlich zu Kollegen und Studenten, aber immer hilfsbereit und kompetent in allen Fragen der Metallographie und Werkstoffkunde. Generationen von Studenten und wissenschaftlichen Mitarbeitern konnte er mit seinem reichhaltigen Erfahrungsschatz immer wieder Möglichkeiten bei neuen Fragestellungen eröffnen. Im Sommer 2012 trat Herr Rehbaum in den wohlverdienten Ruhestand ein und verließ das IfW, aber schon wenige Monate später fand er am Lehrstuhl für Gießereitechnik der Uni Kassel eine neue Wirkungsstätte, die er bis zuletzt mit viel Engagement ausgefüllt hat. Wir werden Herrn Rehbaum ein ehrendes Andenken bewahren und uns dankbar an ihn erinnern.

56 56 Einblicke ins Institut