Description: Die Forderung nach hoher Korrosions- und Verschleißbeständigkeit von RT bis in höhere Temperaturbereiche werden kaum von metallischen Werkstoffen hinreichend erfüllt, aber in vielen industriellen Anwendungen gefordert. Hier kommen meist Kobalt-Basislegierungen zum Einsatz, die unter dem Handelsnamen Stellite bekannt sind. Die Elemente Kobalt und Wolfram zählen zu den kritischen Elementen. Zudem soll Kobalt wegen seiner gesundheitsschädigenden Wirkung schrittweise substituiert werden, was durch die Europäische Verordnung 'REAch' unterstrichen wird. Auf Basis dieser Forderung ist das Projektziel die Entwicklung neuer und kostengünstiger Kobalt- und Wolfram-freier Legierungen auf Eisenbasis für erhöhte Temperaturen (RT bis 700-800°C). Hierzu werden in hoch korrosionsbeständigen harten Fe-Matrices nennenswerte Gehalte (bis 30%) an Karbiden ausgeschieden, die in der Matrix einen für die Korrosionsbeständigkeit ausreichend hohen Chromgehalt zurücklassen. Die Metallmatrix wird so legiert, dass bei erhöhter Temperatur auch eine erhöhte Festigkeit vorliegt, um die Stützwirkung für die vorhandenen Hartphasen zu erhalten. Um kurzfristig geeignete Legierungskonzepte zu finden, entwickelt der LWT neue Werkstoffe unter Verwendung von computergestützten Tools wie der CalPhad-Methode. In diesem Kontext sind Erstarrungssimulationen zu nennen, die wichtige Kennwerte für die nachfolgende industrielle Werkstoffherstellung durch Gasverdüsen oder Gießen liefern. Dazu soll auf den Ansatz von Scheil und Gulliver und auf die Phasenfeldmethode zurückgegriffen werden. Neben der Erstarrung der betrachteten Legierungen stehen für die späteren Anwendungen die mechanischen, tribologischen, physikalischen und chemischen Materialeigenschaften im Fokus des Interesses. Diese Eigenschaften werden maßgeblich durch die Gefügeausbildung bestimmt, die bei Stählen sowohl von der chemischen Zusammensetzung, als auch von der Wärmebehandlung beeinflusst wird. Aus diesem Grund erfolgen thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen im Festen um Fragestellungen zur Stabilität einzelner Phasen, dem Lösungszustand, die chemische Zusammensetzung einzelner Phasen und der Phasenumwandlungspunkte beantworten zu können. In einem weiteren Schritt sollen positiv evaluierte Legierungskonzepte durch Gießversuche hergestellt und die Berechnungen durch experimentelle Untersuchungen validiert werden. Dabei soll die chemische Zusammensetzung (Funkenspektroskopie), die Phasenausbildung (Röntgendiffraktometrie), die Gefügeausbildung (Licht- und Rasterelektronenmikroskopie) und die Eigenschaften einzelner Phasen (Nanoindentation) in Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung (wellenlängendispersive WDX und energiedispersive Röntgenspektroskopie EDX) bewertet werden. Konnten erfolgreiche Schmelzen im Labormaßstab evaluiert werden, so ist es das Ziel, diese im industriellen Maßstab bei den Projektpartnern Kuhn (schmelzmetallurgisch) und DEW (pulvermetallurgisch) herzustellen.
SupportProgram
Origins: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Schwermetallgehalt ? Gießen ? Chrom ? Kobalt ? Wolfram ? Eisen ? Werkstoff ? REACH-Verordnung ? Temperaturentwicklung ? Gesundheitsschaden ? Metallgießerei ? Licht ? Metallurgie ? Korrosionsschutzmittel ? Chemische Analyse ? Materialprüfung ? Mikroskopie ? Temperatur ? Kritischer Rohstoff ? Substitutionskandidat ? Chemische Zusammensetzung ? Ersatzstoff ? Ferrolegierung ? Verfahrenstechnik ? Stahl ? Thermisches Verfahren ? REACH ? Gesundheitsvorsorge ? Kennzahl ? Legierung ? Korrosionsfestigkeit ? Rasterelektronenmikroskopie ? Röntgenspektroskopie ? Sinterung ? Thermodynamik ? Werkstoffkunde ? Werkzeug ? Haltbarkeit ? Metallischer Werkstoff ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2015-10-01 - 2018-09-30
Webseite zum Förderprojekt
https://www.tib.eu/de/filter/?repno=03XP0025D (Webseite)Accessed 1 times.