Messung von Rayleighwellen zur Untersuchung der Erosion an der Oberfläche kristalliner Werkstoffe mit Hilfe der Doppelpuls‐Holographie

Der wiederholte Aufprall fester Partikeln auf eine Werkstoffoberfläche führt zum Verschleiß durch Erosion. Für Anwendungsfälle wie z. B. den pneumatischen Transport, betragen die Partikeldurchmesser zwischen 10 −6 10 −3 m, und die mittleren Partikelgeschwindigkeiten sind bis zu 30 m/s. In einer experimentellen Untersuchung zum Verschleißmechanismus werden ebene kristalline Werkstoffe aus austenitischem Stahl durch den wiederholten Stoß mit kugelförmigen Partikeln in definierter Weise geschädigt. Als Folge der durch den Aufprall hervorgerufenen elastischen und plastischen Deformation breitet sich neben dem Deformationsfeld aus Transversal‐ and Longitudianwellen im Werkstoffinneren, entlang der Werkstoffoberfläche eine Rayleighwelle aus. Die durch den Aufprall einzelner Partikeln verursachte, auf die Werkstoffzonen unmittelbar in Oberflächennähe beschränkte Deformation beträgt lediglich 10 −8 10 −7 m. Für unterschiedliche Schädigungszustände werden die durch einen Stoß ausgelösten Oberflächenwellen mit Hilfe der Doppelpuls‐Holographie gemessen. Aufgrund der geringen Amplitude der Rayleighwellen wird ein Verfahren der hochauflösenden holographischen Interferometrie mit zwei Referenzstrahlen eingesetzt. Die Bereiche beginnender Werkstoffschädigung werden dabei anhand der gestörten Ausbreitung der Oberflächenwelle erkannt.