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Juli 2025
eBook (PDF)
Laura Rosenkranz
Zugverhalten und Mikrostrukturanalyse des Legierungssystems Ho-Dy-Gd-Tb-Y
Diese Dissertation untersucht das mechanische Verhalten und die Mikrostruktur des Legierungssystems Ho-Dy-Gd-Tb-Y. Es handelt sich um eine hexagonale Hochentropielegierung (HEA) auf Basis von Metallen Seltener Erden, deren Verformungsverhalten durch eingeschränkte Gleitsysteme und eine hohe Oxidationsneigung stark limitiert ist. Es werden Grundlagen zu HEAs, hexagonalen Kristallstrukturen, dem Gibbs’schen Paradoxon und der plastischen Verformung in HCP-Metallen vermittelt. Experimentell werden verschiedene Legierungen durch Lichtbogenschmelzen hergestellt, präpariert und mittels Elektronenmikroskopie (SEM, S/TEM) analysiert. Härteprüfungen und Zugversuche bei Raumtemperatur liefern Daten zum mechanischen Verhalten. Ein besonderer Fokus liegt auf der Analyse von Phasenbildung, Oxidation, Elementverteilung und Zwillingsbildung und dem resultierenden mechanischen Verhalten. Der Vergleich der spröden HEA Ho-Dy-Gd-Tb-Y mit der duktileren Mittelentropielegierung (MEA) Ho-Dy-Gd-Tb zeigt deutliche Unterschiede in Gefüge und plastischem Verhalten. In der MEA wird eine vergleichsweise erhöhte Duktilität durch einen dynamischen Hall-Petch-Effekt der Zwillingsbildung (TWIP-Effekt) während der plastischen Verformung erklärt. Im Gegensatz dazu sind in der HEA bereits im Gusszustand oxidierte Korngrenzen und Zwillingsgrenzen vorhanden, welche mechanische Schwachstellen darstellen.
In dieser Arbeit wird der Einfluss der Mischungsentropie auf das mechanische Verhalten bewertet. Die Arbeit bietet wertvolle Einblicke in die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Mikrostrukturänderungen und plastischer Verformung. Maßgebliche Einflussfaktoren auf das mechanische Verhalten von Ho-Dy-Gd-Tb-Y werden identifiziert, und ein Beschreibungsmodell für die Mikrostrukturänderungen wird abgeleitet.
In dieser Arbeit wird der Einfluss der Mischungsentropie auf das mechanische Verhalten bewertet. Die Arbeit bietet wertvolle Einblicke in die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Mikrostrukturänderungen und plastischer Verformung. Maßgebliche Einflussfaktoren auf das mechanische Verhalten von Ho-Dy-Gd-Tb-Y werden identifiziert, und ein Beschreibungsmodell für die Mikrostrukturänderungen wird abgeleitet.
Schlagwörter: Hochentropielegierungen; Zugverhalten; Mikrostrukturanalyse; Metallische Werkstoffe; Seltene Erden; Transmissionselektronenmikroskopie
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Print-Version: 978-3-8191-0150-2
DOI 10.2370/9783819102271
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