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Telefon: +49 (0) 3731/39-4017 Fax: +49 (0) 3731/39-4021 E-Mail: [email protected] Web: http://sfb799.tu-freiberg.de
Sonderforschungsbereich 799: TRIP-Matrix-Composite Design von zähen, umwandlungsverstärkten Verbundwerkstoffen und Strukturen auf Fe-ZrO2-Basis Technische Universität Bergakademie Freiberg
Ergebnisse der 2. Förderperiode
TU Bergakademie Freiberg Geschäftsstelle des Sonderforschungsbereichs 799 Institut für Werkstofftechnik Gustav-Zeuner-Straße 5, 09599 Freiberg
Thermisches Elektronenstrahl (EB)-Fügen von Stahl-Keramik-Verbundwerkstoffen Motivation und Zielsetzung
Projektplanung und Vernetzung
AP 1: EB-Fügen artfremder Verbindungen mit partikelverstärkten TRIP/TWIP-Werk-stoffen mit Schweiß- bzw. Lotzusätzen und Aufklärung der zugrundeliegenden Wirkmechanismen
AP 2: Einfluss komplexer EB-Mehrspot-Tech-niken auf das Rissverhalten beim EB-Fügen von TRIP/TWIP-Werkstoffen mit Nickel-Basis-Legierungen
AP 3: Erzeugung und Erforschung eigen- schaftsgradierter Werkstoffe mittels EB-Kurzzeit-Wärmebehandlung von gewalzten TRIP/TWIP-Werkstoffen
Einfluss auf die chemische Zusammensetzung und das Werkstoffdesign: kompakte TRIP-Matrix-Composite (A1, A2, A6), Infiltration (T4) Charakterisierung der Gefügeausbildung (B5)
sowie der mechanischen (B2, B3, B4) und korrosiven Eigenschaften (B6) von gefügten Verbundwerkstoffen sowie deren Mischverbindungen Erzeugung und Prüfung von Proben für die
Biaxialprüfung durch EB-Fügen aus heißgepresstem Material (B4) Simulation (C1, C5)
WR 1 mm 25 µm 150
250
350
450
550
650Δx=0 mm Δx=0,2 mm
16-6-9 51CrV4
Här
te H
V0,3
SN
16-6-9 51CrV4 Δx = 0 mm
Δx = 0,2 mm
Flüssigphasenprozesse (TB>TS) Festphasenprozesse (TB<TS) Thermische EB-Fügetechnologien
EB-Schweißen EB-Glühen EB-Löten
Arbeitspakete Vernetzung
0
500
1000
1500
2000
0 10 20 30 40 50
σ w [M
Pa]
εw [%]
Walzzustand
Ofenglühen
EB-Flashglühen
Gusszustand
Zielsetzung thermisches Fügen von un- mit partikelverstärkten
TRIP/TWIP-Werkstoffen und Nickel-Basis-Legierungen T- und t-abhängiges Rückumwandlungs- und
Rekristallisationsverhalten mittels EB-Kurzzeitglühen (Flash-/CI-Technik) Simulation der EB-Prozesse auf Basis ortsaufgelöster
2D-Thermografie Korrelation zwischen EB-Parametern, Gefüge
und Eigenschaften
Motivation großer Bedarf für Werkstoffhybrid-Verbunde für
Komponenten mit hohem Energieabsorptions-vermögen eigenschafts- und kostenoptimierte Füge-
technologien für TRIP-/TWIP-Werkstoffe mittels EB-Mehrspottechniken Möglichkeiten und Grenzen des lokalen EB-
Kurzzeitglühens zum lokalen Werkstoff-engineering
Voraussage und Verifikation der komplexen Zusammenhänge bei EB-Mehrspottechnologien durch Simulation
Thermografie Simulation
Dr.-Ing. Anja Buchwalder, Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann, Institut für Werkstofftechnik
A7: Thermisches Elektronenstrahlfügen
Gezielte Aufmischung durch Strahlversatz (∆x) führt zu optimierter Festigkeit
Thermofeldoptimierung führt zu breiten- konstanten EB-Lötnähten über Blechdicke
Kornfeinung (2-8 µm) durch EB-Kurzzeitglühen, Erhöhung der Festigkeit, Duktilität
Gewalzt
10 µm
Geglüht
10 µm
16-6-6
