Grundlegende Untersuchungen zur Eigenspannungsmessung im Mikrometerbereich durch Korrelation magnetischer Prüfgrößen mit experimentell ermittelten Dehnungs- und Spannungsfeldern
I. Altpeter, M. Kröning, S. Kühn, IZFP Saarbrücken; M. Dost, Chemnitzer Werkstoffmechanik, Chemnitz; M. Zehetbauer, Universität Wien (A)
ABSTRACT
Neben der Erfassung makroskopischer Eigenspannungen wurde in den letzten Jahren verstärkt die Bedeutung sogenannter Mikroeigenspannungen erkannt, welche die Eigenschaften einiger Werkstoffe maßgeblich beeinflussen. Derzeit eingesetzte Meßmethoden sind zur Messung dieser Mikroeigenspannungsfelder nur bedingt geeignet und scheitern oftmals an den lokalen Auflösungsvermögen der zur Verfügung stehenden Meßverfahren. Mit der Entwicklung des Barkhausenrausch- und Wirbelstrommikroskops wurde erstmals die Möglichkeit geschaffen, magnetische Eigenschaften im Mikrobereich mit einer Auflösung von einigen µm2 zu erfassen.
Ziel der Forschungsarbeiten bestand darin, in polykristallinen Nickelproben aus den lokalen mikromagnetischen und elektromagnetischen Prüfgrößen unter Berücksichtigung der jeweiligen Kornorientierung und lokalen Versetzungsdichte, direkt auf lokale Eigenspannungszustände zu schließen.
Sowohl Eigenspannungen als auch die Kornorientierung und die Versetzungsdichte beeinflussen die mikromagnetischen Prüfgrößen. Zur Trennung der einzelnen Einflußgrößen wurden in Lastspannungsversuchen die Einflüsse der Spannungszustände auf die magnetischen Prüfgrößen ermittelt. Dabei ist im Bereich rein elastischer Deformationen eine Beeinflussung lokaler Versetzungsdichten weitgehend auszuschließen. Durch plastische Verformung wurde die Versetzungsdichte variiert. In beiden Fällen wurden die im Korninneren tatsächlich vorliegenden Dehnungs- und Spannungsfelder durch zwei einander ergänzende Verfahren (normierte Grauwertkorrelationsanalyse, Analyse der Verbreitung von Röntgenlinienprofilen) ermittelt. Die Messung der lokalen Versetzungsdichte erfolgte ebenfalls mittels Röntgenlinienprofilanalyse. Es wurde eine gute Korrelation zwischen diesen Daten und den barkhausenmikroskopischen Befunden erzielt.
