Vision

VisionModerne Industriegesellschaften verlangen innovative Materialsysteme und Herstellungstechnologien, die zudem ressourceneffiziente und bezüglich der Herstellung und Anwendung umweltgerechte Lösungen zulassen. In diesem Spannungsfeld kommt Verbundwerkstoffen eine große Bedeutung zu. Ihre Implementierung setzt jedoch ein tiefgründiges Verständnis der Zusammenhänge zwischen Eigenschaften der Ausgangswerkstoffe, Verbundmechanismen, Herstellungs- und Bearbeitungsverfahren und der Gestaltung von Bauteilen voraus.

Der SFB 799 verfolgt daher die Vision, neue Verbundwerkstoffe auf der Basis innovativer TRIP-Stähle (TRIP: transformation induced plasticity) und Zirkondioxid-Keramiken, die neuartigen TRIP-Matrix-Composite zu erforschen und deren Eigenschaften gezielt auf die Erfordernisse verschiedener Beanspruchungen anzupassen. Die weltweit in dieser Systematik einzigartige „Hochzeit“ der Stähle mit der Zirkonoxid-Keramik ermöglicht die Erzeugung einer ganzen Werkstofffamilie von Stahlmatrix-Verbundwerkstoffen.

Das Ziel des SFB ist die Erforschung von Werkstoffen, die durch das Wechselspiel der martensitischen Phasenumwandlungen im Stahl und in der Keramik sowie durch die mechanische Zwillingsbildung im Stahl herausragende Eigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften prädestinieren sie besonders für Sicherheitsanwendungen in der Verkehrstechnik, z. B. für Crash-Strukturen, und für verschleißbeanspruchte Komponenten im Maschinenbau. Eine systematische Analyse der Mikrostrukturen, die theoretische und experimentelle Aufklärung der Phasengrenzflächen sowie der Verformungs- und der Schädigungsmechanismen identifiziert den Zusammenhang zwischen den Werkstoffen, ihren Eigenschaften und den Herstellungstechnologien. Die integrierte Betrachtung des kompletten Zyklus, von den Herstellungstechnologien über die grundlegende Aufklärung der Struktur und der Eigenschaften, die Modellbildung und die rechnerische Simulation bis zur Betrachtung des Bauteilverhaltens im betrieblichen Einsatz, schafft die notwendigen Voraussetzungen, die Innovationen in technische Anwendungen umzusetzen.

Die erste Phase des SFB ergab erste innovative Verbundwerkstoffe, die Erforschung ihrer Eigenschaften und die Modellbildung zu deren Beschreibung. Ein konkretes Beispiel für die neuartigen Strukturen sind Wabenkörper aus TRIP-Matrix-Compositen mit exzellenten Eigenschaften der Energieabsorption im Crash-Fall. mehr