Magnesiumlegierungen sind eine bisher unterrepräsentierte Werkstoffklasse, die aufgrund ihres Leichtbaupotentials eine wichtige Rolle als Strukturwerkstoff spielen können. Ein wesentlicher Vorteil ist die geringe Dichte von Magnesium. Nachteilig ist jedoch die geringere statische und zyklische Festigkeit gegenüber anderen Strukturwerkstoffen. Im Fall der hier untersuchten Knetlegierung AZ31 kommt aufgrund der hdp-Kristallstruktur sowie der Walztextur eine starke Richtungsabhängigkeit hinzu. Um die Festigkeitseigenschaften von Magnesiumwerkstoffen, insbesondere bei zyklischer Beanspruchung, optimal nutzen zu können, ist das genaue Verständnis der zugrundeliegenden Schädigungs- und Risswachstumsmechanismen von entscheidender Bedeutung. Dieses ermöglicht eine zuverlässige Vorhersage der Ermüdungslebensdauer, selbst von initial rissbehafteten Bauteilen. Die ausgeprägte Richtungsabhängigkeit kann gezielt zur Ausschöpfung des Festigkeitspotentials genutzt werden, sofern die jeweiligen orientierungsabhängigen Verformungsmechanismen bekannt sind und entsprechende Vorzugsrichtungen in Abhängigkeit der Walztextur ermittelt werden können.

Der Schwerpunkt der präsentierten Arbeit liegt auf der Untersuchung des Wachstumsverhaltens von technisch langen Rissen unter sehr kleinen Lastamplituden. In diesem Bereich wachsen Ermüdungsrisse nahe des Schwellenwerts und sind daher stark mikrostrukturabhängig. Die Risswachstumsprüfungen wurden mit einem Ultraschall-Ermüdungsprüfsystem bei einer Belastungsfrequenz von ca. 20 kHz an einseitig gekerbten Proben durchgeführt, wodurch Untersuchung zum schwellennahen Risswachstum mit Raten unter 10^-12 m/Zyklus in relativ kurzer Zeit möglich wurden. Auf diese Weise konnten zum einen Risswachstumsdaten und zum anderen -mechanismen in Abhängigkeit des Zusammenwirkens von Walztextur und Belastungsrichtung aufgeklärt werden. Die auftretenden Unterschiede werden durch Bruchflächenanalysen und Elektronenrückstreubeugungsuntersuchungen mit entsprechenden Verformungsmechanismen korreliert. Die ermittelten Risswachstumsdaten und im Speziellen die zugrundeliegenden Mechanismen verdeutlichen die Orientierungsabhängigkeit des schwellenwertnahen Risswachstums. So konnten verschiedene, orientierungsabhängige Mechanismen identifiziert werden, die erste Rückschlüsse für eine festigkeitsoptimierte Auslegung ermöglichen.