Neuartige Metallmatrixverbundwerkstoffe (MMC) zur Standzeiterhöhung verschleißbeanspruchter Werkzeuge in der polymerverarbeitenden Industrie:
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Bochum
Eigenverl. Lehrstuhl Werkstofftechnik d. Ruhr-Univ. Bochum
2011
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V
INHALTSVERZEICHNIS
NOMENKLATUR IX
1 EINLEITUNG 1
1.1 WISSENSCHAFTLICHE UND TECHNISCHE EINORDNUNG 1
1.1.1 FERRO-TITANIT MMCS 3
1.2 ZIEL UND WEG 5
2 GRUNDLAGEN 7
2.1 PULVERMETALLURGIE . . . 7
2.1.1 PULVERHERSTELLUNG 7
2.1.2 SINTERN 12
2.1.3 HEISS-ISOSTATISCHES-PRESSEN 15
2.2 FE-BASISMMC 15
2.2.1 MATRIXSYSTEM 16
2.2.2 GRUNDLAGEN DER LEGIERUNGSENTWICKLUNG 18
2.3 KORROSION 23
2.3.1 STROMDICHTE-POTENZIALKURVEN 24
2.3.2 PASSIVIERUNG 25
2.4 VERSCHLEISS 26
2.4.1 ABRASION 26
2.4.2 ADHAESION 27
2.4.3 TRIBOCHEMISCHE REAKTION 27
2.4.4 OBERFLAECHENZERRUETTUNG 28
2.5 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 28
2.5.1 ELASTISCHE UND ELASTO-PLASTISCHE VERFORMUNG 28
2.5.2 ELASTIZITAETS-MODUL 29
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1018177299
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
2.5.3 BIEGEFESTIGKEIT 29
2.6 INSTRUMENTIERTE EINDRINGPRUEFUNG 30
2.6.1 AUSWERTUNG VON LAST-EINDRING-KURVEN - DIE METHODE NACH OLIVER UND
PHARR 31
2.6.2 KALIBRIERUNG DES INDENTERS 34
2.6.3 BESTIMMUNG DER BRUCHZAEHIGKEIT 35
2.7 WAERMELEITFAEHIGKEIT 36
2.7.1 BINDUNGSARTEN IM FESTKOERPER 37
2.7.2 WAERMELEITFAEHIGKEIT VON FESTKOERPERN 39
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 43
3.1 VERWENDETE WERKSTOFFE 43
3.1.1 HERSTELLUNG 45
3.1.2 WAERMEBEHANDLUNG 48
3.2 WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG 49
3.2.1 MIKROSTRUKTURELLE UNTERSUCHUNGEN 49
3.2.2 ARCHIMEDISCHE DICHTE 51
3.2.3 CHEMISCHE ANALYSE 51
3.3 KORROSIONSVERSUCHE 52
3.4 VERSCHLEISSVERSUCHE 55
3.5 DREI-PUNKT-BIEGEVERSUCHE 56
3.6 INSTRUMENTIERTE EINDRINGPRUEFUNG 56
3.7 WAERMELEITFAEHIGKEIT 57
3.7.1 TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT 57
3.7.2 DICHTE 59
3.7.3 WAERMEKAPAZITAET 59
3.8 THERMODYNAMISCHE BERECHNUNGEN 60
3.8.1 THERMO-CALC 60
3.8.2 DICTRA 61
ERGEBNISSE 63
4.1 FERRO-TITANIT: WERKSTOFFTECHNISCHE CHARAKTERISIERUNG DES
IST-ZUSTANDES 63
4.1.1 PULVERUNTERSUCHUNGEN 63
4.1.2 GEFUEGE 64
4.1.3 KORROSION 65
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS VII
4.1.4 VERSCHLEISS 66
4.1.5 WAERMELEITFAEHIGKEIT 67
4.2 GASVERDUESTE WERKZEUGSTAHLPULVER 68
4.2.1 PULVERUNTERSUCHUNGEN 68
4.2.2 SINTERVERSUCHE UND GEFUEGE 68
4.2.3 HIP-VERSUCHE UND GEFUEGE 74
4.2.4 KORROSION 75
4.2.5 VERSCHLEISS 78
4.2.6 DREI-PUNKT-BIEGEVERSUCHE 80
4.2.7 INSTRUMENTIERTE EINDRINGPRUEFUNG 80
4.2.8 WAERMELEITFAEHIGKEIT 83
4.3 HIP-SCHICHTVERBUND 84
4.4 WERKSTOFFENTWICKLUNGEN 86
4.4.1 WFN-WEITERENTWICKLUNG 86
4.4.2 NIKROL28-WEITERENTWICKLUNG 90
4.4.3 KORROSION 96
4.4.4 VERSCHLEISS 98
4.4.5 WAERMELEITFAEHIGKEIT 99
DISKUSSION 103
5.1 PULVERMETALLURGIE UND GEFUEGE 103
5.1.1 FERRO-TITANIT PULVER 103
5.1.2 FERRO-TITANIT MMCS 105
5.1.3 X190-PULVER 106
5.1.4 X190 SINTERVERSUCHE 107
5.1.5 X190 HIP-VERSUCHE 116
5.1.6 X190 HIP-SCHICHTVERBUND 118
5.2 TECHNOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN 120
5.2.1 KORROSION 120
5.2.2 VERSCHLEISS 126
5.2.3 DREI-PUNKT-BIEGEVERSUCHE 130
5.2.4 INSTRUMENTIERTE EINDRINGPRUEFUNG 131
5.2.5 WAERMELEITFAEHIGKEIT 135
5.3 WERKSTOFFENTWICKLUNGEN 136
5.3.1 WFN-WEITERENTWICKLUNG 136
IMAGE 4
VIII INHALTSVERZEICHNIS
5.3.2 NIKROL28-WEITERENTWICKLUNG 140
5.3.3 KORROSION 146
5.3.4 VERSCHLEISS 149
5.3.5 WAERMELEITFAEHIGKEIT 150
5.3.6 ABSCHLIESSENDE BEWERTUNG DER WERKSTOFFENTWICKLUNGEN 155
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 159
6.1 ZUSAMMENFASSUNG 159
6.2 AUSBLICK 161
A TABELLEN 163
B ABBILDUNGEN 183
LITERATURVERZEICHNIS 267
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