Development of thermomechanical processing routes for the targeted microstructure modification of multi-crystalline CoNiGa shape memory materials

Project: Research

Participants

View graph of relations

Details

Description

Hochtemperaturformgedächtnislegierungen (HT-FGL) aus Cobalt-Nickel-Gallium (CoNiGa) bieten hervorragenden Formgedächtniseigenschaften im einkristallinen Zustand. Die wirtschaftlich deutlich attraktiveren vielkristallinen CoNiGa-FGL weisen allerdings aufgrund stark richtungsabhängigen Umwandlungsdehnungen sehr hohe interkristalline Spannungen auf, die zu schneller Rissbildung und einer sehr geringen funktionellen Stabilität führen. Ziel des Forschungsprojektes ist es, Prozessrouten zu entwickeln, die durch eine thermomechanische Behandlung die Herstellung von CoNiGa-Formgedächtniswerkstoffen mit einer maßgeschneiderten Mikrostruktur ermöglichen, die zu geringen interkristallinen Spannungen während der Phasenumwandlung führt und damit eine hohe funktionelle Stabilität aufweist. In Vorarbeiten sind vielversprechende Strukturen mit wenigen sehr großen Körnern und parallelen Korngrenzen durch eine Kombination aus Strangpressen und Wärmebehandlung erzeugt worden. Im Projekt werden nun einerseits die mikrostrukturellen Vorgänge simulativ abgebildet, womit letztendlich ein tieferes Prozessverständnis aufgebaut und eine Auslegung der Prozessroute auf Basis der geforderten Ziel-Mikrostruktur ermöglicht wird. Andererseits werden vielkristalline CoNiGa-Werkstoffe thermomechanisch mittels einer Kombination aus Strangpressen und Wärmenachbehandlung behandelt, kristallographisch und mikrostrukturell charakterisiert und ihre mechanischen sowie funktionellen Eigenschaften bewertet. Abschließend werden die Erkenntnisse zur Übertragung des Prinzips auf ein weiteres Legierungssystem genutzt. Mit den im Projekt hergestellten vielkristallinen CoNiGa-FGL hoher funktioneller Stabilität soll der Grundstein gelegt werden, die vielversprechenden Eigenschaften der einkristallinen Werkstoffe für die Anwendung im Hochtemperaturbereich (etwa als pseudoelastische Hochtemperaturdämpferelemente) zu qualifizieren. Derzeit stehen einer solchen Anwendung die enormen technischen und ökonomischen Herausforderungen einkristalliner Werkstoffe im Weg.

???details???

StatusNot started yet
Start/end date1 Jul 202530 Jun 2027

Funding

Funding type

Funding scheme

Key research areas of LUH