Beitrag zur kombinierten Randschichtbehandlung von Aluminiumlegierungen: Elektronenstrahlumschmelzlegieren mit Fe-Basis-Zusatzstoffen und Plasmanitrieren:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Freiberg
Technische Universität Bergakademie Freiberg
[2016]
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Ausgabe: | 1. Auflage |
Schriftenreihe: | Freiberger Forschungshefte. B
369 |
Schlagworte: | |
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A
BKUERZUNGS
-
UND
S
YMBOLVERZEICHNIS
.............................................................................
VII
1 M
OTIVATION
UND
Z
IELSETZUNG
DER
A
RBEIT
..............................................................................1
2 S
TAND
DER
W
ISSENSCHAFT
UND
T
ECHNIK
.................................................................................2
2.1
ALUMINIUM-WERKSTOFFE..............................................................................................
2
2.1.1 EINTEILUNG UND PHYSIKALISCH-THERMOPHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN
.............................
2
2.1.2 TRIBOLOGISCHE
EIGENSCHAFTEN.......................................................................................
3
2.1.3 RANDSCHICHTTECHNOLOGIEN FUER
AL-WERKSTOFFE................................................................5
2.2 FLUESSIGPHASEN-RANDSCHICHTBEHANDLUNG MITTELS ELEKTRONENSTRAHL
...................
6
2.2.1 GRUNDLAGEN DER
ELEKTRONENSTRAHLBEHANDLUNG.............................................................6
2.2.2 BINAERE ALFE-LEGIERUNGEN
...........................................................................................
10
2.2.3 EIGENSCHAFTSPROFIL FE-IEGIERTER RANDSCHICHTEN TECHNISCHER
AL-LEGIERUNGEN
........
11
2.3 NITRIEREN VON ALUMINIUM-WERKSTOFFEN
..................................................................
15
2.3.1
ALUMINIUMNITRID...........................................................................................................
15
2.3.2 THERMODYNAMISCHE UND KINETISCHE BETRACHTUNGEN
.................................................
15
2.3.3 KONVENTIONELLES PLASMANITRIEREN MIT GEPULSTEM
GLEICHSTROM..................................18
2.3.4 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN PLASMASAUM UND SUBSTRATOBERFLAECHE
......................
22
2.3.5 GRENZFLAECHENREAKTIONEN, DIFFUSIONSPROZESSE UND
SCHICHTBILDUNGSMECHANISMUS.23
2.3.6 EINFLUSS DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG DER AL-LEGIERUNG
..............................
26
2.3.7 EIGENSCHAFTSPROFIL NITRIERTER RANDSCHICHTEN AUF AL-WERKSTOFFEN
..............................
28
2.4 THERMODYNAMISCHE BETRACHTUNGEN ZU AL-MEHRSTOFFSYSTEMEN
........................
29
2.4.1
AL-FE-MG-SI................................................................................................................
29
2.4.2
AL-CU-FE-SI.................................................................................................................
30
2.4.3
AL-CU-FE-MG...............................................................................................................
31
2.5 PRAEZISIERTE AUFGABENSTELLUNG UND LOESUNGSWEG
.................................................
32
2.5.1 PRAEZISIERTE
AUFGABENSTELLUNG.....................................................................................32
2.5.2
LOESUNGSWEG...............................................................................................................
32
3
E
XPERIMENTELLES
...................................................................................................................
34
3.1 GRUNDWERKSTOFFE.......................................... 34
3.2
ZUSATZSTOFFE..............................................................................................................
35
3.3 TECHNOLOGIE UND PARAMETER DER ELEKTRONENSTRAHL-RANDSCHICHTBEHANDLUNG
36
3.3.1 ZUSATZSTOFF-DEPONIERSCHICHTSYSTEME
........................................................................
36
3.3.2 STRAHLFUEHRUNGSTECHNIKEN UND
ELEKTRONENSTRAHLPARAMETER........................................37
3.4 TECHNOLOGIE UND PARAMETER DER PLASMANITRIERBEHANDLUNG
..............................
38
3.4.1 ANLAGENTECHNIK UND PLASMANITRIER-TECHNOLOGIE
......................................................
38
3.4.2
PLASMANITRIERPARAMETER.............................................................................................
39
3.4.3
PLASMADIAGNOSTIK.......................................................................................................40
3.5
CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN................................................................................
42
3.5.1 STRUKTUR- UND
GEFUEGEUNTERSUCHUNGEN.......................................................................43
3.5.2 MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN......................................................................................
45
4 U
NTERSUCHUNGEN
ZUM
E
LEKTRONENSTRAHL
-U
MSCHMELZLEGIEREN
...................................48
4.1 EINFLUSS DER ZUSATZSTOFFE UND DER DEPONIERSCHICHTSYSTEME
...........................
48
4.2 EINFLUSS DER
STRAHLFUEHRUNGSTECHNIK.......................................................................52
4.2.1 VERGLEICHENDE BEWERTUNG DER ANGEWENDETEN STRAHLFUEHRUNGSTECHNIKEN
...............
52
4.2.2 EINFLUSS DER VORWAERMUNG UND DES OSZILLATIONSKREISDURCHMESSERS
.......................
56
4.3 GEFUEGE- UND PHASENAUSBILDUNG INFOLGE DES EB-UMSCHMELZLEGIERENS
..........
58
4.4 ANLASSBESTAENDIGKEIT DER
EBUL-SCHICHTEN...........................................................
62
4.5 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG DER
EBUL-ERGEBNISSE.....................................63
5
U
NTERSUCHUNGEN
ZUM
P
LASMANITRIEREN
............................................................................65
5.1 NITRIERVERHALTEN DER GRUNDWERKSTOFFE
...................................................................
65
5.1.1 EINFLUSS DER PLASMANITRIER-PARAMETER AUF DIE AIN-SCHICHTDICKE
.............................
65
5.1.2 EINFLUSS DES GRUNDWERKSTOFFS AUF SCHICHTCHARAKTERISIERENDE
EIGENSCHAFTEN.........67
5.2 NITRIERBARKEIT DER
EBUL-SCHICHTEN.........................................................................71
5.2.1 EINFLUSS DES FE-LEGIERENS AUF DIE OBERFLAECHENRAUHEIT UND DIE
AIN-SCHICHTDICKE. 71
5.2.2 EINFLUSS DER ELEMENTE MG UND SI IN DER EBUL-SCHICHT AUF DIE
AIN-BILDUNG
........
72
5.2.3 EINFLUSS DES FE-ZULEGIERUNGSANTEILS AUF DIE OBERFLAECHENBEDECKUNG
.....................
77
5.2.4 EINFLUSS DER PHASEN-MORPHOLOGIE AUF DIE AIN-SCHICHTANBINDUNG
..........................
81
5.2.5 AIN-SCHICHTBILDUNG AUF DEM UNMITTELBAREN BEREICH NEBEN DER
EBUL-SPUR
..........
64
5.3 ERGEBNISSE DER
PLASMADIAGNOSTIK.........................................................................86
5.4 VORSTELLUNGEN ZUM SCHICHTBILDUNGSMECHANISMUS
............................................
91
5.5 VERGLEICHENDE BEWERTUNG DER BEHANDLUNGSERGEBNISSE DES
NITRIERENS........93
6
U
NTERSUCHUNGEN
ZUM
R
EIBUNGS
-
UND
V
ERSCHLEIBVERHALTEN
.........................................
96
6.1 REIBUNGS- UND VERSCHLEISSVERHALTEN DER GRUNDWERKSTOFFE
...............................
96
6.2 REIBUNGS- UND VERSCHLEISSVERHALTEN DER
AIN-SCHICHTEN....................................97
6.2.1 VERSCHLEISSVERHALTEN DER NITRIERTEN GRUNDWERKSTOFFE
................................................
97
6.2.2 VERSCHLEISSVERHALTEN DER NITRIERTEN EBUL-SCHICHTEN
..............................................
101
6.2.3 EINFLUSS DER WERKSTOFF- BZW. VERBUNDHAERTE
............................................................
103
6.3 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG DER VERSCHLEISSERGEBNISSE
...........................
108
7
UEBERGREIFENDE DISKUSSION DER ERGEBNISSE
....................................................................110
8 Z
USAMMENFASSUNG
UND
S
CHLUSSFOLGERUNGEN
...........................................................
113
L
ITERATURVERZEICHNIS
...............................................................................................................
115
A
BBILDUNGSVERZEICHNIS
...........................................................................................................126
T
ABELLENVERZEICHNIS
...............................................................................................................
132
L
EBENSLAUF
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