Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe von Prof. Horst Biermann am Institut für Werkstofftechnik sind die Bewertung des mechanischen Verhaltens von metallischen Werkstoffen und von Verbundwerkstoffen unter statischer, zyklischer sowie mehrachsiger Beanspruchung, die Hochtemperaturbeanspruchung, die Randschichttechnik, insbesondere thermochemische Verfahren und Elektronenstrahlbehandlung, sowie die additive Fertigung.
Die Forschungsarbeiten betreffen unterschiedliche metallische Werkstoffe, Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe sowie feuerfeste keramische Materialien.
Im Mittelpunkt der Forschungsvorhaben stehen stets die Korrelationen in der Kette Herstellung, Fertigung/Veredlung, Struktur und Eigenschaften. Die Strukturanalyse erfolgt insbesondere auf Basis der analytischen Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Spektroskopie EDS, ECCI (Electron Channeling Contrast Imaging), EBSD (Elektronenstrahlrückstreubeugung), In-situ-Verformung. Die Untersuchungen der mechanischen Eigenschaften werden oftmals mit weiteren Analysesystemen (unterschiedliche lichtoptische Systeme, akustische Emission, Thermographie) zur In-situ-Analyse der Verformungs- und Schädigungsprozesse ergänzt.
Die Arbeitsgruppe ist für die Beschaffung einer im Rahmen des ZeHS bewilligten Höchsttemperatur-Prüfmaschine verantwortlich. Die Anlage wird die Ermittlung von mechanischen Eigenschaften bei Temperaturen von 1000 °C bis 1800 °C unter Zug, Druck oder Biegung erlauben.
Weiterhin wurden zwei servohydraulische Universalprüfmaschinen für Ermüdungsuntersuchungen in Betrieb genommen.
Zudem ist die Arbeitsgruppe „Thermochemische Randschichtbehandlung“ (Leitung Frau Dr. Dalke) komplett in das ZeHS eingezogen. Eine erste Anlage zum Plasmanitrieren von Stählen wird bereits seit 2020 betrieben, die restlichen Anlagen zum Gas- und Plasmanitrieren wurden Ende 2021 in die Prozesshalle eingebracht. Die Arbeitsgruppe bearbeitet in mehreren Vorhaben (DFG, ZIM-KOOP) die Randschichtbehandlung von unlegierten Stählen sowie von hochlegierten austenitischen Stählen.
Daneben unterstützt die Arbeitsgruppe Elektronenstrahltechnologien (Leitung Herr Dr. Hengst) den Betrieb der Universal-Elektronenstrahlanlage, die das IEC im Rahmen von Virtuhcon beschafft hat. Dort wird unter anderem die drahtbasierte additive Fertigung erforscht.
