Festigkeit und Verformung von edelmetallhal­tigen Hochentropie-Legierungen

Dieses Vorhaben hat zum Ziel, eine fundierte Beschreibung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in AuCuNiPdPt zu entwickeln. Die Ergebnisse werden verwendet, um das Materialverhalten der Hochentropie-Legierungen (engl. High entropy alloys, HEAs) sauber von dem einphasiger herkömmlicher Legierungen zu trennen. Gleichzeitig sollen die Kernpunkte identifiziert werden, die für HEAs spezifisch sind und ihre besonderen Eigenschaften hervorrufen. Das erlangte Wissen wird Ingenieuren helfen, die Eigenschaften von HEAs besser zu verstehen, zu kontrollieren und effizienter abzustimmen. Ein Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung von Legierungen mit einem wohl definierten Gefüge, das es erlaubt Fragen zur Mischkristallverfestigung und zur Feinkornhärtung zu beantworten. Das einphasige Gefüge des Mischkristalls ist dabei der entscheidende Faktor für eine solide Beschreibung der Eigenschaften aufgrund von Gefügemerkmalen. Das Au-Cu-Ni-Pd-Pt-System ist das bisher einzige bekannte System, das es erlaubt die Auswirkungen von Änderungen der Zusammensetzung im gesamten Konzentrationsbereich zu untersuchen, ohne dabei strukturelle Änderungen oder Fremdphasen berücksichtigen zu müssen. Ein Kernaspekt des Vorhabens ist die Untersuchung der Verformungsmechanismen bei Raumtemperatur und unter kryogenen Bedingungen. Ein Übergang von versetzungsbestimmter Plastizität zur mechanischen Zwillingsbildung wird erwartet, wenn die Temperatur abgesenkt wird. Die mechanischen Eigenschaften der Legierungen werden z.B. durch deutlich ausgeprägte Gitterverzerrungen beeinflusst, die vermutlich die Versetzungs-, Korn- und Zwillingsgrenzbewegungen behindern sowie die Kinetik von Erholung und Rekristallisation verlangsamen. Diese Zusammenhänge sollen aufgeklärt werden. Das Vorhaben befasst sich mit grundlegenden Fragestellungen zur Mischkristallverfestigung in Mehrkomponentenlegierungen, zur Auswirkung von Seigerungen auf die Festigkeit metallischer Werkstoffe und zum Einfluss der Korngröße auf die Festigkeit Veränderung der Festigkeit mit abnehmender Korngröße. Auch diese einfach anmutenden Fragestellungen stehen insbesondere vor dem Hintergrund das außergewöhnliche Werkstoffverhalten der HEAs von dem Verhalten konventioneller Legierungen abzugrenzen und zu beschreiben.