utg Wissenschaftler am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg

DESY betreibt eine der hellsten Speicherring-Röntgenstrahlungsquellen der Welt: PETRA III bietet den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern exzellente Experimentiermöglichkeiten mit Röntgenstrahlung besonders hoher Brillanz.

Aussenaufnahme des PetraIII Gebäudes am DESY in Hamburg

Gebäude PetraIII am DESY

Zugprüfversuchsstand mit Rötgenröhre

Zugprüfversuchstand mit Röntgenröhre

Bildschirm mit Rötgenbeugungsprofil der Transmissionsmessung

Beugungsprofil der Transmissionsmessung

DFG Projekt zum elastischen Verformungsverhalten

Schon seit einigen Jahren arbeiten das utg und das Team des Forschungsreaktors München (FRMII) eng zusammen. Im Moment läuft ein von der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) gefördertes Kooperationsprojekt, in welchem das elastische Verformungsverhalten von Umformstählen untersucht wird.
Bei dieser grundlagenorientierten Forschung sollen makroskopische und mikroskopische Materialparameter bestimmt und korreliert werden, um bestehende Modelle für die FEM-Simulation zu verbessern. Dazu werden einachsige zyklische Zugversuche durchgeführt und die makroskopische Kraft und Dehnung sowie die Probentemperatur parallel zu den mikroskopischen Dehnungen und Versetzungsdichten gemessen.

Neben Neutronenbeugung, welche am FRMII in München durchgeführt wird, bietet auch die hochenergetische Röntgenstrahlung des DESY’s in Hamburg die Möglichkeit mikroskopische Parameter zu messen. Da die Röntgenstrahlung gegenüber der Neutronenstrahlung einige Vorteile, wie beispielsweise eine schnellere Messfrequenz, aufweist, sind Messungen am DESY für die Wissenschaftler des utg und des FRMII sehr hilfreich.

Zugprüfungen am DESY

Für die Messungen stellte das Team des DESY den Wissenschaftlern der TUM am Messinstrument Petra III Messzeit vom 17.-21. November 2020 zur Verfügung.
Als Versuchsstand diente der Zugprüfstand des FRMII, der in München demontiert und in Hamburg wiederaufgebaut wurde. Der Versuchsaufbau und das Messverfahren am DESY ermöglichten eine Röntgentransmissionsmessung während eines kontinuierlichen, quasistatischen Zugversuchs. Auf diese Weise war es möglich, synchron zur Messung der makroskopischen Parameter, Röntgenbeugungsprofile aufzunehmen.

Messungen im 24-Stunden Schichtbetrieb

Um die kostbare Messzeit möglichst effektiv zu nutzen, arbeiteten die Wissenschaftler rund um die Uhr im Schichtbetrieb und untersuchten verschiedenste Prüfverfahren und Messeinstellungen. So konnten neben den Grundlagenuntersuchungen noch weitere Voruntersuchungen für ein geplantes Forschungsprojekt im Bereich der superplastischen Umformung durchgeführt werden. Auch hier wurden Zugprüfungen gemacht, um die zugrundeliegenden Mechanismen des Umformprozesses zu beleuchten und so Rückschlüsse auf den industriellen Einsatz zu ziehen.

Vielversprechende Ergebnisse erzielt

Insgesamt wurden circa 65 Versuche durchgeführt und erste Ergebnisse zeigen, dass die Messungen einen großen Mehrwert sowohl für das laufende Forschungsprojekt als auch für das zukünftig geplante Forschungsprojekt haben. Aufgrund der Komplexität der Bewertung der Beugungsprofile und der großen Datenmengen wird eine detaillierte Auswertung noch einige Zeit in Anspruch nehmen.