Neuartige Schichtverbundwerkstoffe zur Standzeiterhöhung verschleißbeanspruchter Werkzeuge für die Mineralverarbeitung:
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Bochum
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2014
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Inhaltsverzeichnis
Nomenklatur VII
1 Einleitung 1
1 1 Beschreibung des tribologischen Systems „Hammermühle“ 2
1 2 Verschleißschutz durch Schicht Verbundwerkstoffe 3
121 Verschleißbeständige Schichtwerkstoffe 4
122 Stand der Fertigungstechnik 5
1 3 Folgerung, Ziel und Weg 8
2 Grundlagen 11
2 1 Verschleiß 11
2 2 Verschleißbeständige Werkstoffe 13
221 Hartlegierungen 13
222 Hartverbundwerkstoffe 14
2 3 Sintern 16
231 Festkörpersintern 17
232 Flüssigphasensintern 17
233 Supersolidus-Flüssigphasensintern 18
2 4 Diffusion 20
2 5 Wärmebehandlung 21
251 Martensitische Härtung 22
252 Wärmebehandlung von Schichtverbunden 24
253 Vakuumwärmebehandlung 24
2 6 Thermodynamische Berechnungen 25
261 Diffusionsberechnungen 26
Inhaltsverzeichnis
V
3 Versuchsdurchführung 29
3 1 Verwendete Werkstoffe 29
311 Schichtwerkstoffe 29
312 Substrate 31
313 Hartstoffe 32
3 2 Herstellung von Proben 33
321 Schicht verbundproben 33
322 Demonstratoren 34
323 Wärmebehandlung 35
3 3 Werkstoffcharakterisierung 36
331 Mechanische Werkstoffprüfung 36
332 Mikrostrukturelle Untersuchungen 37
333 Thermische Analyse 41
334 Chemische Analyse 42
335 Röntgendur chstrahlungsprüfung 44
3 4 Thermodynamische Berechnungen 45
341 Thermo-Calc 46
342 DICTRA 46
3 5 Verschleiß versuche 46
351 Schichtverbundproben 46
352 Demonstratoren 47
4 Ergebnisse 49
4 1 Charakterisierung der Schichtwerkstoffe 49
411 Differenzthermoanalyse 50
412 Thermodynamische Berechnungen 50
413 Sinterversuche 53
414 Anpassung der Wärmebehandlung 54
415 Entwicklung von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen 57
4 2 Sintern der Schichtverbunde 60
421 Sintern von Schichtverbunden 60
422 Mechanische Eigenschaften 61
423 Charakterisierung der Grenzfläche 63
424 Sintern von MMC-Schichtverbunden 72
4 3 Sintern der Demonstratoren _ 73
VI
Inhaltsverzeichnis
431 Anpassung der Sinterparameter und Charakterisierung des An-
bindungsverhaltens 74
432 Verschleiß versuche 76
5 Diskussion 81
5 1 Entwicklung der Hart Verbundwerkstoffe 81
511 Einfluss der Sinteratmosphäre auf das Sinterverhalten der Ma-
trix X245 82
512 Einfluss der Sinteratmosphäre auf die Härtbarkeit der Matrix
X245 84
513 Einfluss der Hartstoffauswahl auf das Sinterverhalten der Hart-
verbundwerkstoffe 89
5 2 Sinterverhalten der Schicht verbünde 93
521 Einfluss des Substratwerkstoffes 93
522 Einfluss des Schichtwerkstoffs auf das Verbundsintern 97
523 Einfluss der Schichtdicke auf das Sinter verhalten 99
524 Einfluss des Herstellungsverfahrens auf den Werkstoff 100
5 3 Entwicklung der Demonstratoren 102
531 Einfluss der Substrat geometrie auf das Sinter verhalten 103
532 Beurteilung der Verschleißbeständigkeit 103
6 Zusammenfassung und Ausblick 107
6 1 Zusammenfassung 107
611 Entwicklung verschleißbeständiger MMC 107
612 Sintern von Schicht verbunden 109
613 Herstellung von Demonstratorbauteilen 110
6 2 Ausblick 111
A Tabellen 113
B Abbildungen 125
Literaturverzeichnis
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