Techniklexikon

Superplastizität

Festkörperphysik, Bezeichnung für die aussergewöhnlich starke plastische bruch- und einschnürungsfreie Verformbarkeit einiger polykristalliner Materialien. Während metallische Werkstoffe gewöhnlich im Zugversuch bei Dehnungen von weit weniger als 100% zu Bruch gehen, können bei Aluminium, Titan, Nickel, Stahl und sogar bei einigen kleinkörnigen Keramika unter bestimmten Bedingungen Dehnungen von mehreren hundert oder sogar tausend Prozent erreicht werden.

Superplastizität erfordert kleine Korngrenzen (Korndurchmesser 1 bis 10 mm), Temperaturen oberhalb des halben Schmelzpunktes sowie niedrige Verformungsgeschwindigkeiten. Der atomistische Mechanismus ist vermutlich eine Kombination aus Korngrenzengleiten, spannungsinduzierter Leerstellenbewegung und dynamischen Erholungsprozessen durch ständige Rekristallisation während der Verformung.

Die superplastische Verformbarkeit einiger Legierungen erlaubt es, Formen und Konstruktionen herzustellen, welche sonst nicht oder nur aus Einzelteilen herstellbar sind. Anwendung findet die Superplastizität insbesondere im Flugzeugbau und bei der Herstellung diverser Komponenten von Gasturbinen. Der Vorteil liegt vornehmlich in einer grösseren Freiheit bei der Konstruktion dieser Bauteile, geringerem Materialverbrauch, Vermeidung unnötiger Verbindungen und folglich bei erheblich reduzierten Herstellungskosten.