Institut für Werkstofftechnik. Metallische Werkstoffe. Sommersemester 2000 Wintersemester 2000/2001

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1 1 Institut für Werkstofftechnik Metallische Werkstoffe Prof. Dr.-Ing. Berthold Scholtes Mönchebergstr Kassel Tel. 0561/ /3661 Universität Gesamthochschule Kassel Institut für Werkstofftechnik Metallische Werkstoffe Jahresbericht 2000 Sommersemester 2000 Wintersemester 2000/2001

2 2 Vorwort Wie schon in den vergangenen Jahren soll Sie auch diesmal ein Jahresbericht über die Aktivitäten der beiden abgelaufenen Semester (SS 2000, WS 2000/2001) am Institut für Werkstofftechnik Metallische Werkstoffe informieren. Weitere aktuelle Informationen sind im Internet auf unserer Homepage zu finden. Die laufenden Forschungsarbeiten werden überwiegend durch eingeworbene Drittmittel forschungsfördernder Institutionen, z.b. der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) oder der EU getragen. Dazu kommen in nicht unerheblichem Maße wissenschaftliche Dienstleistungen in direkter Kooperation mit Industriepartnern, die naturgemäß stärker der Vertraulichkeit unterliegen und auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird. Unser Engagement in der Forschung kommt nicht zuletzt auch in der umfangreichen Liste von Veröffentlichungen in Fachzeitschriften sowie der großen Zahl von Vorträgen zum Ausdruck, von denen einige aufgrund von Einladungen zu wichtigen internationalen Konferenzen erfolgten. Beispielsweise war Prof. Scholtes zu einem Vortrag im Rahmen der J. B. Cohen Memorial Session der American Society of Materials vom Oktober 2000 nach St. Louis, USA, eingeladen. Dipl.-Ing. U. Noster berichtete auf der Internationalen Tagung Magnesium Alloys and their Applications in München über seine Forschungsarbeiten zur Ermüdung von Mg-Guß- und Knetlegierungen. Im Zuge der Profil- und Schwerpunktbildung an der Hochschule ist das Fachgebiet Metallische Werkstoffe in den Schwerpunkt Funktionsoptimierte Werkstoff- und Bauteilgestaltung integriert, dem neben dem Institut für Werkstofftechnik auch das Institut für Maschinenelemente und Konstruktionstechnik angehört. Gegenstand dieses Schwerpunkts ist die ganzheitliche Betrachtung der zur Realisierung hoch- und komplexbeanspruchbarer Werkstoffe, Bauteile und Systeme notwendigen Prozeßkette durch eine Kombination aus experimentellen Methoden, Modellbildung und numerischer Simulation. Es ist beabsichtigt, die enge Kooperation innerhalb der Fachgebiete gezielt weiter auszubauen, um das schon jetzt beträchtliche Drittmittelaufkommen noch zu erhöhen. Angesichts kontinuierlich sinkender Haushaltsmittelzuweisungen sowie der für die Zukunft geplanten Kopplung der Mittelzuweisung an das Drittmittelaufkommen ist dies sicher ein konsequenter Schritt. Trotz der schwierigen Situation im Hinblick auf die Aufrechterhaltung und Modernisierung der Grundausstattung ist die Finanzierung von zwei wissenschaftlichen Großgeräten aus Landes- und Bundesmitteln nach einer positiv verlaufenen Begutachtung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gelungen. Es handelt sich um ein modernes Rasterelektronenmikroskop mit EDX-Analytik sowie eine Universalprüfmaschine mit Zubehör. Außerdem konnten rund 100 TDM in die Verbesserung der Meßtechnik, einen Schutzgasofen sowie die Grundausstattung der Metallographie investiert werden. Den forschungsfördernden Institutionen, den kooperierenden Industriepartnern und nicht zuletzt den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts sei an dieser Stelle für ihr Engagement in den beiden abgelaufenen Semestern gedankt. Kassel, April 2001 Prof. Dr.-Ing. habil. B. Scholtes

3 3 Wissenschaftliche Dienstleistungen Wissenschaftliche Dienstleistungen, die direkt aus Aufträgen von Industriepartnern resultieren, werden von der Arbeitsgruppe ZERTECH (Zentrum für Randschichtanalytik und technik) erbracht. Schwerpunkt der Arbeiten sind röntgenographische Analysen, die teilweise grundlagenorientiert, teilweise produktionsbegleitend sind. Für die Abwicklung ist Dipl.-Ing. K. Timmermann, unter Leitung von Herrn Dr. Zinn und Mithilfe zahlreicher studentischer Hilfskräfte, verantwortlich. Der Umfang dieser Arbeiten ist im Vergleich zum Vorjahr um rund 50% angestiegen. Mehrere größere Forschungsaufträge wurden direkt in den entsprechenden Labors abgewickelt und von den dort verantwortlichen wissenschaftlichen Mitarbeitern betreut. Zu nennen sind Untersuchungen zum Einfluß des Oberflächenzustands auf die Spannungsrißkorrosionsempfindlichkeit von Leichtmetallen, Untersuchungen zum Wechselverformungsverhalten von Stählen sehr hoher Härte, zur Schwingfestigkeit mechanisch gefügter Bauteile aus Magnesium, sowie zur Eigenspannungsausbildung in mechanischen Blechfügeverbindungen. Spannungsanalysen mit Neutronen und Synchrotronstrahlung Dem Institut wurde innerhalb der beiden vergangenen Semester auf entsprechende Anträge hin Meßzeit sowohl am Forschungsreaktor in Studsvik, Schweden als auch am Hasylab des Deutschen Elektronensynchrotron DESY in Hamburg bewilligt. Die Messungen in Schweden erfolgten im Rahmen des Studentenaustauschprogramms ERASMUS durch Herrn Dipl.-Ing. Nils Rode in Kooperation mit der Univ. Linköping, Division of Engineering Materials. Untersucht wurden mechanische Fügeverbindungen in Blechen. Ein Forschungsaufenthalt von Herrn Dipl.-Ing. J. Gibmeier in diesem Zusammenhang wurde durch die EU gefördert. Für Messungen am DESY wurden insgesamt 10 Tage bewilligt. Diese Periode wurde von Herrn Dipl.-Ing. Jens Gibmeier und Herrn Dipl.-Ing. Carsten Speicher unter Mithilfe von Herrn Bernhard Bloeß und Herrn Hippolyte Tekam Simo für sehr lokale Eigenspannungsanalysen sowie Messungen dreiachsiger Mikroeigenspannungszustände genutzt.

4 4 Fortbildung Vom Sept wurde gemeinsam mit dem Institut für Werkstoffkunde I der Univ. Karlsruhe, organisiert von der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde, eine Fortbildungsveranstaltung Entstehung, Ermittlung und Bewertung von Eigenspannungen unter Beteiligung von Herrn Dipl.-Ing. J. Gibmeier, Dr. Zinn und Prof. Scholtes durchgeführt. Ebenfalls im Rahmen der DGM-Reihe fand am 21. und 22. März 2001 an der TH Braunschweig das DGM-Seminar Mechanische Oberflächenbehandlung zur Verbesserung der Bauteileigenschaften mit Prof. Scholtes als Referenten statt. Beide Veranstaltungen waren vollständig ausgebucht. Am 31. Aug./1. Sept veranstaltete das Institut im Rahmen des ENSPED- Projekts eine Fortbildung Stress Analysis by X-Ray Diffraction, die aus Lehrveranstaltungen und Laborübungen bestand. Industrievertreter aus Schweden, Italien und Deutschland nahmen an dieser Veranstaltung teil. Teilnehmer und Dozenten des Kurses Stress Analysis by X-Ray Diffraction. Mitgliedschaften und Mitarbeit in Gremien Unter Federführung von Prof. Scholtes wurde von Fachleuten aus Industrie und Hochschule eine Verfahrensbeschreibung für die Röntgenographische Eigenspannungsanalyse erstellt, deren Herausgabe von der Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik z.zt. vorbereitet wird. Dipl.-Ing. J. Gibmeier hat wichtige Abschnitte dieses Papiers verfaßt.

5 5 Prof. Scholtes wurde in das Int. Scientific Committee der 6 th European Conference on Residual Stress (ECRS 6, Coimbra 2002), der 7 th Int. Conf. on Residual Stress (ICRS 7, Xian. 2004), der 8 th Int. Conf. on Shot Peening (ICSP 8, München 2001), der Konferenz Size-Strain III (Trento 2001) sowie der Konferenz Surface Treatment 2001 (Sevilla 2001) gewählt. Am 30. Mai 2000 wurde in Kassel eine Sitzung des AK Mikrostrukturmechanik der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde organisiert. Prof. Scholtes nahm am 6. und 7. Juli als Gutachter an der Begehung des Sonderforschungsbereichs Distortion Engineering an der Univ. Bremen teil. Außerdem nahm er als Fachgutachter der DFG an vier Sitzungen des Apparateausschusses teil. Prof. Scholtes war Gutachter für mehrere Projekte im Rahmen des von der EU geförderten Growth -Programms. Aktuelle Forschungsvorhaben Ermittlung lokaler Werkstoffeigenschaften in bearbeiteten Oberflächen Bearbeiter: Dipl.-Ing. J. Gibmeier, Tel.: +49(0) , gibmeier@unikassel.de Ziel der Arbeit ist die Ermittlung von Eigenspannungen und mechanischen Werkstoffeigenschaften in sehr lokalen Bereichen ( = 100µm) bearbeiteter Oberflächen und die Veränderung dieser Kenngrößen unter Beanspruchung. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Einsatz röntgenographischer Methoden sowie der registrierenden Härteprüfung Thermische Ermüdung kugelgestrahlter Werkzeugstähle Bearbeiter: Dipl.-Ing M. Krauß, Tel.: +49(0) , mkrauss@uni-kassel.de Förderung: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) Häufig sind Werkzeugstähle nicht nur wechselnden mechanischen, sondern auch thermischen Belastungen ausgesetzt. Beispiele sind Kokillen, Gußformen oder Warmarbeitswerkzeuge. Dabei können die wechselnden thermischen Beanspruchungen lebensdauerbestimmend sein (thermische Ermüdung). Die Festigkeit bzw. Lebensdauer derartig beanspruchter Bauteile konnte in einigen Fällen durch gezielte

6 6 mechanische Oberflächenbehandlungen, wie z.b. Kugelstrahlen, gesteigert werden. Am Beispiel des Warmarbeitsstahls X 38 CrMoV 5-1 (1.2343) werden die Auswirkungen von Kugelstrahlbehandlungen auf das Thermo-Ermüdungsverhalten untersucht. Analyse und Bewertung der strukturmechanischen Prozesse, die in randnahen Werkstoffbereichen kugelgestrahlter Proben unter thermischer Ermüdung ablaufen, sowie deren Vergleich mit unbehandelten Werkstoffzuständen stehen hierbei im Mittelpunkt des Interesses. Versuchseinrichtung zur Durchführung von Versuchen zur thermischen Ermüdung. Analyse der Geschwindigkeitsverteilung von Strahlmittelteilchen bei Kugelstrahlprozessen und ihre Auswirkungen auf Almenintensität und randnahe Werkstoffeigenschaften Bearbeiter: Dr.-Ing. W. Zinn, Tel.: +49 (0) , zinn@uni-kassel.de Kooperation: Prof. Dr.-Ing. R. Kopp (RWTH Aachen) Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Das Kugelstrahlen ist eine in der technischen Praxis weit verbreitete mechanische Oberflächenbehandlung, um die randnahen Eigenschaften metallischer Werkstoffe zu optimieren und dadurch die Gebrauchseigenschaften von Werkzeugen und Bauteilen zu verbessern. In der Praxis wird die Wirkung einer Strahlbehandlung integral mit Hilfe des Almentests beurteilt, der ein Maß für die umgesetzte kinetische Energie liefert. Der Randschichtzustand kugelgestrahlter Bauteile hängt jedoch nicht in eindeutiger Weise von der Almenintensität, sondern von den angewandten elementaren Strahlparametern, wie z.b. der Strahlmittelgeschwindigkeit, ab. Es ist daher geplant, die Geschwindigkeitsverteilung der Strahlmittelteilchen bei charakteristischen praxisüblichen Strahlbehandlungen für Umformungs- und Verfestigungsprozesse quantitativ zu erfassen und ihren Einfluß auf die Almenintensität und den Randschichtzustand zu ermitteln. Dabei sollen sowohl der Mittelwert als auch die Verteilung der Partikelgeschwindigkeit im Strahl in die Untersuchungen einbezogen werden. Außerdem soll untersucht werden, welche meßbaren Änderungen dieser Kenngrößen erforderlich sind, um signifikante Veränderungen des Randschichtzustandes zu bewirken. Dadurch werden Grundlagen für Kugelstrahlbehandlungen höherer Genauigkeit und Reproduzierbarkeit erarbeitet, mit denen die Eigenschaften der Bauteile besser als bisher an das gewünschte Anforderungsprofil angepaßt werden können.

7 7 Produktionstechnische und werkstofftechnische Aspekte des Squeeze-Castings am Beispiel eines Scheibenrades (Sternfelge) Bearbeiter: Dipl.-Ing. U. Noster, Tel.: +49(0) , Förderung: Volkswagen AG, Werk Kassel Das Projekt, das insgesamt über den Zeitraum von fünf Jahren konzipiert ist, hat das Ziel, am Beispiel des Demonstratorbauteils Sternfelge grundlegende Fragestellungen aus den Bereichen Werkstoffkunde und Gießereitechnik zu behandeln. Zunächst stehen Fragestellungen im Zusammenhang mit der Beschreibung des Gußgefüges im Vordergrund. Ermittlung und Bewertung oberflächennormaler Eigenspannungskomponenten Bearbeiter: Dipl.-Ing. C. Speicher, Tel.: +49(0) , Kooperation: Prof. Dr.-Ing. Peter Haupt Förderung: DFG-Graduiertenkolleg "Identifikation von Material- und Systemeigenschaften" Das Ziel dieses Vorhabens besteht darin, mit Hilfe der röntgenographischen Eigenspannungsanalyse grundsätzliche Erkenntnisse über Höhe und Verteilung oberflächennormaler Eigenspannungen plastisch deformierter metallischer Werkstoffe zu gewinnen. Oberflächennormale Makroeigenspannungen treten nur dann auf, wenn oberflächenparallele Eigenspannungskomponenten Gradienten aufweisen. Im Rahmen des Projektes sollen die oberflächennormalen Eigenspannungskomponenten in Abhängigkeit der Mikrostruktur (z.b. Zementitform bei perlitischem Stahl) und der Vorbehandlung (z.b. plastische Dehnung im Zugversuch) unter Anwendung optimierter Verfahren der röntgenographischen Eigenspannungsanalyse quantifiziert werden. Hierzu wird die Gitterkonstante D 0 des spannungsfreien Zustandes benötigt, deren Ermittlung - wegen des unbekannten Spannungszustandes der Probe - einige vereinfachende Annahmen hinsichtlich der wirkenden Eigenspannungszustände und die Lösung komplexer Gleichungssysteme verlangt. Als Referenzwerkstoff wird eine einphasige Legierung in die Messungen einbezogen. Im weiteren Verlauf des Projektes sollen komplexere Verformungszustände, wie die elasto-plastische Hertzsche Pressung, die bei mehrphasigen Werkstoffen sowohl oberflächennormale Makro- als auch Mikroeigenspannungskomponenten erzeugt, untersucht werden. Die Befunde sollen im Vergleich mit kontinuumsmechanischen Analysen zur Ausbildung plastizierungsbedingter Eigenspannungen diskutiert und bewertet werden. Eigenspannungsausbildung und Ermüdung randschichtverfestigter Magnesiumslegierungen Bearbeiter: Dipl.-Ing. U. Noster, Tel.: +49(0) , noster@uni-kassel.de Kooperation: Universidade de Coimbra, Portugal Förderung: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) Ziel des Projektes ist die Untersuchung der Eigenspannungsausbildung und Ermüdung randschichtverfestigter Proben bzw. Bauteile aus Magnesiumbasislegierungen.

8 8 Die Untersuchungen hierzu werden unter Nutzung spezieller Methoden an den jeweiligen Instituten durchgeführt. Die Ergebnisse werden per sowie durch gegenseitige Besuche ausgetauscht und diskutiert. Ermüdungsverhalten mechanisch randschichtverfestigter metallischer Werkstoffe bei schwingender Beanspruchung und erhöhter Temperatur Bearbeiter: Dr.-Ing. I. Altenberger, Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Emmy- Noether-Programms Es wird systematisch untersucht, welche Auswirkungen mechanische Oberflächenbehandlungen, wie z.b. Kugelstrahlen oder Festwalzen, bei metallischen Werkstoffen (Stähle, Al-, Mg-, Ti-Basislegierungen) haben, wenn diese bei höheren Temperaturen schwingend beansprucht werden. Der Schwerpunkt liegt z.zt. auf elektronenmikroskopischen Untersuchungen sowie der Entstehung und Ausbreitung kurzer Risse. Herr Dr. Altenberger arbeitet z.zt. im Rahmen eines von der DFG gewährten Emmy- Noether-Stipendiums an der University Berkeley, Californien / USA Zum Wechselverformungsverhalten von Magnesiumbasisguß- und Knetlegierungen Bearbeiter: Dipl.-Ing. U. Noster, Tel.: +49(0) , noster@uni-kassel.de Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Gefüge der Magnesiumknetlegierung AZ31 im unverformten (linke Abb.) und im mit einer Totaldehnung von -5% verformten Zustand (rechte Abb.). Untersucht wird das Wechselverformungsverhalten der Knetlegierung AZ31 sowie der Gußlegierung AZ91 im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 300 C. Die Versuche sollen quantitative Angaben zum Wechselverformungsverhalten und zu den Schädigungsmechanismen in Abhängigkeit der Temperatur ermöglichen. Herausgearbeitet werden sollen zudem die kennzeichnenden Unterschiede im Wechselverformungsverhalten von Guß- und Knetlegierungen.

9 9 Veröffentlichungen J.P. Nobre, M. Kornmeier, A.M. Dias, B. Scholtes: Use of the Hole-Drilling Method for Measuring Residual Stresses in Highly Stressed Shot-peened Surfaces, Experimental Mechanics 40 (2000), S I. Altenberger, B. Scholtes: Recent Developments in Mechanical Surface Optimization, Materials Science Forum (2000), S J.P. Nobre, M. Kornmeier, A.M. Dias, B. Scholtes: Comparative Analysis of Shot-Peening Residual Stresses Using Hole-Drilling and X- Ray Methods, Materials Science Forum (2000), S J. Gibmeier, M. Kornmeier, B. Scholtes: Plastic Deformation during Application of the Hole-Drilling Method, Materials Science Forum (2000), S H. Wong, F.-G. Buchholz, H.A. Richard, S. Jägg, B. Scholtes: Computational and experimental analysis of residual stress effects on fatigue crack growth in a compact tension (CTS) specimen, in: Damage and Fracture Mechanics VI, A.P.S. Selvadurai and C.A. Brebbia edts. WIT press, Boston, 2000, S B. Scholtes: Residual Stress Analysis A useful Tool to Assess the Fatigue Behavior of Structural Components, Advances in X-ray Analysis 43 (1999), S M. Kornmeier, J.P. Nobre, J. Gibmeier, B. Scholtes, A.M. Dias: Plasticity Effect on Residual Stress Results Using Different Hole-Drilling Evaluation Methods Proceed 6 th Int. Conf. on Residual Stress, Oxford / England, Juli 2000, IOM Communications Ltd., London, S R.Herzog, B.Scholtes, H. Wohlfahrt: Corrosion Fatigue of Differently Surface Treated Steel SAE 1045 Proceed 6 th Int. Conf. on Residual Stress, Oxford / England, Juli 2000, IOM Communications Ltd., London, S G. Zöltzer, B. Scholtes: Analysis of Residual Stresses in Plastically Deformed Plain Carbon Steels Proceed 6 th Int. Conf. on Residual Stress, Oxford / England, Juli 2000, IOM Communications Ltd., London, S U. Noster, I. Altenberger, B. Scholtes: Isothermal Fatigue of Magnesium Wrought Alloy AZ31 in: Magnesium Alloys and their Applications, K.U. Kainer, editor, Wiley-VCH, Weinheim, 2000, S

10 10 J.P. Nobre, U. Noster, J. Gibmeier, M. Kornmeier, A. Dias, B. Scholtes: Mechanical Behavior and Residual Stresses in AZ 31 Wrought Magnesium Alloy Subjected to Four Point Bending, in: Magnesium Alloys and their Applications, K.U. Kainer, editor, Wiley-VCH, Weinheim, 2000, S C. Speicher, B. Scholtes: Eigenspannungsanalyse mit Synchrotron- und konventioneller Röntgenstrahlung, in: Beiträge zur Modellierung und Identifikation, P. Haupt, Th. Kersten, V. Ulbricht, Verlag Universitätsbibliothek Kassel, 2001, S B. Scholtes, I. Altenberger, U. Noster: Cyclic Deformation Behavior of Mechanically Surface Treated Materials, in: Proc. 3th Int. Conf. Processing and Manufacturing of Adv. Mat., Las Vegas 2000 Vorträge J. Gibmeier: Ermittlung und Bewertung lokaler Last- und Eigenspannungsverteilungen Seminar für Werkstofftechnik, Institut für Werkstofftechnik, Universität Gh Kassel, 10. Januar 2000 M. Krauß: Thermische Ermüdung kugelgestrahlter Werkzeugstähle (1. Zwischenbericht) VDEh-Werkstoffausschuß, Unterausschuß für Werkzeugstähle, Hückeswagen, B. Scholtes: Auswirkungen mechanischer Oberflächenbehandlungen Werkstofftechnisches Seminar an der Universität Siegen, 3. Mai 2000 F.G. Buchholz, H. Wang, H.A. Richard, S. Jägg, B. Scholtes: Computational and Experimental Analysis of Residual Stress Effects on Fatigue Crack Growth in a compact Tension Shear (CTS) specimen Damage and Fracture Mechanics, Montreal / Kanada, Mai 2000 B. Scholtes: Ursachen und Wirkungen von Eigenspannungen in Bauteilen VDI-Werkstoffkreis Schweinfurt, 23. Mai 2000 M. Kornmeier, J. P. Nobre, J. Gibmeier, B. Scholtes, A. M. Dias (Poster): Plasticity Effect on Residual Stress Results Using Different Hole-Drilling Evaluation Methods 6 th Int. Conf. on Residual Stress, Oxford / England, Juli 2000

11 11 B. Scholtes, R. Herzog, H. Wohlfahrt: Corrosion Fatigue of Differently Surface Treated Steel SAE th Int. Conf. on Residual Stress, Oxford / England, Juli 2000 G. Zöltzer, B. Scholtes: Analysis of Residual Stresses in Plastically Deformed Plain Carbon Steels 6 th Int. Conf. on Residual Stress, Oxford / England, Juli 2000 U. Noster, I. Altenberger, B. Scholtes: Isothermal Fatigue of Magnesium Wrought Alloy AZ31 Magnesium Alloys and their Applications, München, September 2000 J.P. Nobre, U. Noster, J. Gibmeier, M. Kornmeier, A. Dias, B. Scholtes: Mechanical Behavior and Residual Stresses in AZ31 Wrought Magnesium Alloy Subjected to Four Point Bending (Poster), Magnesium Alloys and their Applications, München, September 2000 C. Speicher, B. Scholtes: Eigenspannungsanalyse mit Synchrotron- und konventioneller Röntgenstrahlung, 3. Workshop der Graduiertenkollegs Identifikation von Material- und Systemeigenschaften und Kontinuumsmechanik inelastischer Festkörper, Dresden, Oktober B. Scholtes: Residual Stress and Mechanical Surface Treatment 20 th Heat Treating Society Conf., J.B. Cohen Memorial Symposium, St. Louis /USA, Oktober 2000 W. Zinn: Schrumpfen und Schrumpfungsbehinderung, Verzug oder Spannungen beim Schweißen DVS-Bezirksverband Unterfranken, Schweinfurt, 12. Oktober 2000 M. Krauß: Thermische Ermüdung kugelgestrahlter Werkzeugstähle (2. Zwischenbericht) VDEh-Werkstoffausschuß, Unterausschuß für Werkzeugstähle, Düsseldorf, 24. Oktober 2000 W. Zinn: Schrumpfen und Schrumpfungsbehinderung, Verzug oder Spannungen beim Schweißen DVS-Bezirksverband Mannheim-Ludwigshafen, Mannheim, 9. November 2000 J. Gibmeier: Beitrag zur Anwendung der inkrementellen Bohrlochmethode bei der Ermittlung von Eigenspannungsgradienten AWT FA-Sitzung MTU-München, 16. Nov. 2000

12 12 I. Altenberger, B. Scholtes, U. Noster: Cyclic Deformation Behaviour of Mechanically Surface Treated Materials, Thermec 2000, Las Vegas, Dezember 2000 W. Zinn: Schrumpfen und Schrumpfungsbehinderung, Verzug oder Spannungen beim Schweißen DVS-Bezirksverband Unterfranken, Wörth am Main, 7. Dezember 2000 B. Scholtes: Mechanische Oberflächenbehandlung zur Steigerung von Bauteillebensdauer und -festigkeit - Charakteristische Verfahren und ihre Auswirkungen Werkstoffkolloquium an der Universität Karlsruhe, 13. Februar 2001 B. Scholtes: Eigenspannungen ein interessantes technisches Phänomen oder eine wichtige Bauteileigenschaft? DVS Kassel, 20. Februar 2001 Mitarbeiter Dipl.-Ing. Klaus Timmermann bearbeitet seit Industrieaufträge als Projekt-Ingenieur. Internationale Kontakte Gastwissenschaftler Das Institut hat im vergangenen Jahr seine internationalen Kontakte weiter intensiv gepflegt: Dipl.-Ing. J. Gibmeier hielt sich vom bis am Studsvik Neutron Research Laboratory, Schweden auf. Prof. Scholtes war vom zur Vorbereitung der 6 th European Conference of Residual Stress an der Universität Coimbra, Portugal. Dr. I. Altenberger ist seit August 2000 am Lawrence Berkeley National Laboratory der University of California in Berkeley. Sowohl in Kassel als auch in Berkeley werden

13 13 aufeinander abgestimmte Experimente durchgeführt, die inzwischen schon zu einer gemeinsamen Publikation geführt haben. Das von der EU geförderte Projekt ENSPED (European Network on Surface and Prestress Engineering) wurde mit einer Reihe von Veranstaltungen fortgeführt und erhielt inzwischen die Bewilligung einer zweiten Förderphase. Es fanden Treffen in Oxford, Brüssel und Turin statt. Abgeschlossene Dissertationen Dipl.-Ing. Gerd Zöltzer promovierte am 28. Aug mit der Arbeit Einfluß von Mikro- und Makroeigenspannungen auf das Deformationsverhalten bauteilähnlicher Proben zum Dr.-Ing. Geschafft! Dr.-Ing. Zöltzer mit Doktorvater Prof. Scholtes (oben) und den Mitgliedern der Prüfungskommission Prof. Thiele, Prof. Haupt, Prof. Scholtes und Prof. Bledzki (rechts). Prof. Scholtes war darüber hinaus Korreferent bei der Dissertation von Dipl.-Ing. Stefan Spangenberg (Untersuchungen zur Schwingfestigkeit legierter Einsatzstähle, TU Berlin, 14. Juni 2000), von Dipl.-Ing. Katja Obergfell (Charakterisierung der Mikrostruktur ausgewählter Stähle nach gepulsten Laserrandschichthärtungen, Univ.

14 14 Karlsruhe (TH), 30. Juni 2000) sowie von Frau Maria José Fernandes Vaz Lourenço Marques (Determination of Residual Stress by X-Ray Diffraction with the Grazing Incidence Method, Univ. Coimbra, Portugal, 16. März 2001) Diplomarbeiten Frédéric Miossec: Fatigue Behaviour of Magnesium Alloy AZ31 and AZ91, (Arbeit im Rahmen des europäischen Austauschprogramms Erasmus) Juan José Plaza Sanz: Influence of different residual stress distributions on characteristic values of ball indentation tests investigated by FEM, (Arbeit im Rahmen des europäischen Austauschprogramms Erasmus) Nils Rode: Mikrostruktur, Residual Stress Distribution and Mechanical Behaviour of Clinched Joints, (Arbeit im Rahmen des europäischen Austauschprogramms Erasmus) Studienarbeiten Wahidullah Wakili, Ehsan Saferaz: Verformungseigenspannungsbestimmung mit Röntgenverfahren Dirk Schaad: Separation von Mikro und Makroeigenspannungsanteilen in der Randschicht glatter und gekerbter Proben aus verschiedenen Stahlwerkstoffen nach überelastischer Biegebeanspruchung Studentenaustausch Juan José Plaza Sanz, Universidad de Valladolid, Spanien, von bis an der Universität Gh Kassel, Nils Rode, Universität Gh Kassel, bis an Linköpings Universitet, Schweden Frédéric Miossec, ENSAM Paris, von bis an der Universität Gh Kassel

15 15 Durchgeführte Lehrveranstaltungen Sommersemester 2000 Einführung in die Projektarbeit: Leichtbau mit metallischen Werkstoffen (Prof. Scholtes und Mitarbeiter) Einführung in das Versagen von Konstruktionswerkstoffen (Prof. Scholtes) Schwingfestigkeit und Randschichtoptimierung (Prof. Scholtes) Sinterwerkstoffe (Prof. Tietz) Schweißtechnik 1 (Dr. Zinn) Schweißtechnik 3 (Dr. Zinn) Wintersemester 2000/2001 Gefüge und Eigenschaften metallischer Werkstoffe (Prof. Scholtes) Werkstoffprüfung mit Röntgenstrahlung (Prof. Scholtes) Praktikum Werkstofftechnik (gemeinsam mit den Professoren des Instituts) Schweißtechnik 2 (Dr. Zinn) Seminar Werkstofftechnik Sommersemester 2000 Der Berufseinstieg beim Kfz-Hersteller: Möglichkeiten und Erfahrungen Neue Methoden in der Karosserieentwicklung Montag, 08. Mai 2000, Dr.-Ing. S. Jägg, DaimlerChrysler AG, Stuttgart Faserverbundbauweisen im Maschinenbau Anforderungen und Probleme Montag, 22. Mai 2000, Dipl.-Ing. J. Kählert, Huber und Suhner AG, CH Elektronenbeugung im Rasterelektronenmikroskop Montag, 29. Mai 2000, Dr. G. Noltze, BAM Berlin Leichtbau im Grenzbereich: Ein Fahrradrahmen als Studie Montag, 05. Juni 2000, Dr.-Ing. J. Häberle, Institut für Werkstofftechnik Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, Universität Gh Kassel

16 16 Möglichkeiten und Grenzen zur Verstärkung von Polymeren mit Kohlenstoff Nanotubes Montag, 19. Juni 2000, Prof. Dr.-Ing. K. Schulte, TU Hamburg-Harburg Schlagzähmodifizierung von naturfaserverstärktem PP Montag, 03. Juli 2000; Dipl.-Ing. I. Mildner, Institut für Werkstofftechnik Kunststoffund Recyclingtechnik, Universität Gh Kassel Wintersemester 2000/2001 Hydrostatisches Hochdruckinjektionskleben Montag, 30. Oktober 2000, Dipl.-Ing. R. Mengel, Institut für Werkstofftechnik Verbund-Werkstoffe und Werkstoffverbunde, Universität Gh Kassel Kaschieren von Kunststoffen mit Dekorfolie Einfluß von Verarbeitungsparametern und Vorbehandlungsverfahren auf die Haftfähigkeit Montag, 6. November 2000, Dipl.-Ing. H. Schönewald, Volkwagen AG, Wolfsburg Identifizierung von Materialeigenschaften mit Hilfe von Kugeleindruckversuchen Montag, 27. November, Dr.-Ing. habil. N. Huber, IMF2, Forschungszentrum Karlsruhe Lebensdauerprognose thermomechanischer beanspruchter Bauteile Eine Herausforderung für die Materialwissenschaft Montag, 4. Dezember 2000, Prof. Dr.-Ing. H.-J. Maier, Institut für Prozess- und Werkstofftechnik, Universität Paderborn Revolutionäres Schweißen von Aluminiumlegierungen Friction Stir Welding (FSW), Reibrührschweißen Mittwoch, 6. Dezember 2000, Dr.-Ing. C. Dalle Donne, Institut für Werkstoff- Forschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, Köln Moderne Prüftechnik für das Ermüdungsverhalten von Polymerwerkstoffen Montag, 11. Dezember 2000, Dr.-Ing. Rudi Drumm, BASF Werkstofftechnik Monocomposite Schichtwerkstoffe auf PP-Bassis Montag, 18. Dezember 2000, Dipl.-Ing. Robert Bjekovic, DaimlerChrysler, Forschungszentrum Ulm Kunststoffschäume als Kernmaterial von faserverstärkten Sandwichkonstruktionen Montag, 15. Januar 2001, Dipl.-Ing. A. Zajonz, Röhm GmbH, Darmstadt Eigenspannungen und Verschleiß in Rollenlagern Montag, 29. Januar 2001, Prof. J. Dietrich, Universität Gh Kassel