In Kombination mit Keramik wird Stahl belastbarer

Anbieter zum Thema

Renishaw GmbH

JESSBERGER GmbH

Technische Universität Bergakademie Freiberg

Höherer Nickelgehalt im Stahl lässt maximalen Dehnungswert bei niedrigerer Temperatur eintreten

Bild 4 zeigt die Temperaturabhängigkeit der mechanischen Kennwerte anhand der Gleichmaßdehnung für die drei Basislegierungen. Die Dehnungswerte durchlaufen bei allen drei Stählen ein Maximum. Mit steigendem Nickelgehalt verschieben sich die Maxima zu tieferen Temperaturen, das Gesamtdehnungsniveau steigt jeweils an. Die Walzlegierungen verhalten sich analog wie die Gusswerkstoffe, die bei Temperaturen bis hinab zu –196 °C noch Dehnungswerte von 10 und 60 % Gleichmaßdehnung haben [4].

Einen weiteren Schwerpunkt bildete die Erforschung des Einflusses von Phosphor auf das Infiltrationsverhalten der Stähle. In [5] wurde der positive Einfluss von 1 bis 2 Ma.-% Phosphor in der Legierung 16-7-6 auf das Infiltrationsverhalten ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften und des TRIP-Effektes nachgewiesen. Daraus lässt sich ableiten, dass aus den neuen Legierungen dünnwandige und komplex gestaltete Gussteile aus korrosionsbeständigem TRIP-Stahl hergestellt werden könnten.

Kurze Sinterzeiten sind positiv für die mechanischen Eigenschaften

Die Herstellung der pulvermetallurgischen Werkstoffe erfolgte auf der Basis von Stahlpulvern, die aus den eigenentwickelten Gusslegierungen oder den kommerziellen Stahlsorten verdüst wurden, unter Zugabe von 5 oder 10 Vol.-% handelsüblichem Mg-PSZ. Die trockenen Pulvermischungen wurden mittels konventioneller, pulvermetallurgischer Verfahren wie dem Heißpressen (HP), heiß-isostatischen Pressen oder Spark-Plasma-Sintern (SPS) verarbeitet. Bei Heißpresstemperaturen von 1200 bis 1250 °C konnten Verbundwerkstoffe mit guten mechanischen Eigenschaften hergestellt werden [6].

Abhängig vom Verfahren und der Sinterdauer kommt es zu einem Kornwachstum, dem die hohen Aufheizraten und kurzen Sinterzeiten beim SPS-Verfahren entgegenwirken. Das beeinflusst die mechanischen Werkstoffeigenschaften positiv, zum Beispiel die Druckfestigkeit (Bild 5). Auch wird im SPS-Verfahren eine weitestgehend von Zwischenschichten freie Grenzflächenanbindung zwischen den beiden Phasen des Composites erreicht [2 und 7].

Ausbildung ungestörter Grenzflächen zwischen Stahl- und ZrO₂-Partikeln wesentlich für die Übertragung der Belastungen

Die Ausbildung ungestörter Grenzflächen zwischen Stahl- und ZrO₂-Partikeln ist eine wesentliche Voraussetzung für die Übertragung der Belastungen zwischen den beiden Komponenten. Die entsprechenden experimentellen und theoretischen Untersuchungen basieren zum einen auf der thermodynamischen Beschreibung der Phasen mithilfe der Software Calphad (Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry). Hierfür wurde ein konsistenter Datensatz entwickelt und optimiert, der nun für die Berechnung der Gleichgewichts-Phasendiagramme der hochlegierten austenitischen CrMnNi-Stähle genutzt werden kann [8 und 9]. Andererseits wurden hochauflösende experimentelle Untersuchungen und theoretische physikalische Überlegungen zum möglichen strukturellen Aufbau der Grenzflächen durchgeführt [10].

(ID:38517790)