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Entwicklungen zum Plasmanitrieren von Warmarbeitsstählen und deren Eignung für thermische Belastung

Sunday (01.01.2040)
00:00 - 10:39 Uhr Halle 2
Bestandteil von:
Beiträge:
- MET-Poster Zielpräparation in einer goldgefüllten Glaskapillare mit 2µm Innendurchmesser 1 Johannes Wilke
- MET-Poster Mit Gefügeanalyse zum Verständnis selbstfortschreitender Reaktionen in Ru/Al-Multischichten 1 Prof. Dr.-Ing. Frank Mücklich
- MET-Poster Quantifizierung des Austenitgefüges und von NbC-Ausscheidungen in niedriglegierten Stählen: Durch Metallographie und Widerstandsmessung zu neuen Antworten auf alte Fragestellungen. 1 Dr.-Ing. Dominik Britz
- MET-Poster Optimierung einer laserauftragsgeschweißten AlMg-Struktur mit Hilfe der Metallographie 1 Falk Dorn
- MET-Poster Stahlgefüge besser verstehen – Kontrastierung, Bildanalyse und Klassifizierung niedriglegierter Stähle 1 Dr.-Ing. Dominik Britz
- MET-Poster Gefügeausbildung und Phasenbestimmung an Lötverbindungen auf Nickelbasis in Abhängigkeit von der Lötspaltbreite 1 Gaby Ketzer-Raichle
- MET-Poster Smartphone unterstützte Härteprüfung mit Bestimmung der Messunsicherheit 1 Alexander Paradowski
- MET-Poster Werkstoff- Historik: Hugo Junkers - Von der Heiztherme zum Ganzmetallflugzeug 1 Heinz-Hubert Cloeren
- MET-Poster Mikrostruktur- und Phasenanalyse einer additiv gefertigten intermetallischen TiAl Legierung mittels metallographischer Methoden und hochenergetischer Röntgenstrahlung 0 Univ.-Prof. Dipl..-Ing. Dr. mont. Helmut Clemens
- MET-Poster Systematische Gefügeuntersuchung der Aluminiumlegierung 7050 (EN AW 7050) 1 Dr. Theresia Greunz
- MET-Poster In-situ Messung der 3D-Topografie von Bruchflächen im REM 1 Dr.-Ing. Matthias Hemmleb
- MET-Poster A machine learning classification model to identify non-metallic inclusions and preparation artefacts in steel alloys 1 Amit-Kumar Choudhary
- MET-Poster Präparation dünner Stege zur Bestimmung der kristallographischen Orientierung und deren Einfluss bei der Zerspanung von Reintitan auf der Mikroskala 1 Luisa Böhme
- MET-Poster Metallografie eines Eisen-Nickel-Meteorits 1 Steven Hohmann
- MET-Poster Analyse von Fe,Mn-Oxiden mittels REM/EDX: Bringt die elektrolytische Extraktion, was sie verspricht? 1 Alexander Mayerhofer
- MET-Poster Charakterisierung des Ausmaßes der Zwillingsbildung in Eisen-Aluminium-, Eisen-Chrom-Legierungen und Armcoeisen 1 Oliver Michael
- MET-Poster Bauteile aus dem 3D-Drucker – Fehler in additiv hergestellten Bauteilen 1 Tim Schubert
- Poster Biobasierter Flammschutz in Cellulose-verstärkten Kunststoffen 1 Gunnar Engelmann
- Poster Kurzzeitdynamisches Verhalten von Betonen 1 Tino Kühn
- Poster Flammgeschützte biobasierte Kunststoffe 1 Prof. Dr. Hans-Peter Heim
- Poster Defektanalyse in MnAl-C Hartmagneten mittels TEM und ECCI 1 Dr. Thomas George Woodcock
- Poster Prozessentwicklung für das Vieldrahtsägen technischer Keramik 1 Lea Schmidtner
- Poster Untersuchung der thermischen Stabilität der L10-Phase in ternären Mn-Al-Ga-Legierungen 1 Dr. Torsten Mix
- Poster Entwicklungen zum Plasmanitrieren von Warmarbeitsstählen und deren Eignung für thermische Belastung 1 Markus Mejauschek
- Poster Modellbasierte Bestimmung der Randzoneneigenschaften bei der Fräsbearbeitung von Ti-6Al-4V 1 Christoph Wölfle
- Poster Entwicklung einer neuartigen eisenbasierten Thermischen Spritzschicht zum Korrosions- und Erosionsschutz für Pumpenbauteile im Offshore-Bereich 0 Marius Siebers
- Poster Grundlegende Untersuchung der Materialabtrennmechanismen bei der Schleifbearbeitung von unverstärkten Thermoplasten 1 Karolin Kamplade
- Poster In-situ XRD Messungen zur Analyse von Bildung und Aufbau von expandiertem Austenit 1 Dipl.-Ing. Patrick Schlenz
- Poster Simulationsgestützte Konzeption und additive Fertigung von Grundelementen programmierbarer metallischer Metamaterialen 1 Florian Gutmann
- Poster Einfluss der Bauplattentemperierung auf die Umwandlungseigenschaften einer additiv verarbeiteten Cu-11,85Al-3,2Ni-3Mn-Formgedächtnislegierung 0 Dr.-Ing. Tobias Gustmann
- Poster Versuche zum Impact-Verhalten programmierbarer Dämpfungssysteme 1 Katharina Bollmann
- Poster Nutzung punktgenauer Belichtungsstrategien für die Herstellung filigraner Strukturen aus superelastischem NiTi-Formgedächtnismaterial 0 Dr.-Ing. Tobias Gustmann
- Poster Einfluss hoher Schaltzyklen in 10M Ni-Mn-Ga magnetischen Formgedächtnislegierungen auf die Mikrostruktur und Lebensdauer 1 Jonas Heider
- Poster Dielektrische Elastomer-Aktoren (DEA) – Entwicklung und Prozessierung von Materialien, Elektroden und Aktoren 1 Dr. Michael Wegener
- Poster Detektion von oberflächennahen Fehlern mittels aktiver Thermographie 1 Tanja Eisele
- Poster Innovative Methoden zur Konditionierung der Werkzeugrandzone und der Oberflächentopographie von Verschleißschutzschichten 1 Alexander Ott
- Poster Untersuchungen zur Vorbehandlung von Robinienholzoberflächen mittels Atmosphärendruckplasma und Laserstrahlung zur Verbesserung der Adhäsionseigenschaften für die Herstellung von Brettschichtholz 1 Dipl.-Ing. Philipp Götze
- Poster Komplexe Bearbeitung von 3D Oberflächen mittels direkter Laserinterferenzstrukturierung 1 Dipl.-Ing. Florian Kuisat
- Poster Oberflächenmodifizierung von Umformwerkzeugen für die Aluminiumblechumformung 1 Dipl.-Ing. Florian Kuisat
- Poster Additive Fertigung eines Ti-6Al-4V Turbopumpen-Impellers 1 Prof. Dr. Guillermo Requena
- Poster Additive Fertigung und in-situ Schmelzbad-Überwachung von CuCr1Zr 1 Prof. Dr. Guillermo Requena
- Poster Strukturelle Entwicklung von feinlamellarem Zementit beim Kaltziehen von eutektoiden Stählen 1 Dr. Florian Nürnberger
- Poster Ästhetik und Nachhaltigkeit – Anforderungen an PV-Lösungen in Smart Cities 1 Dr. Werner Brenner
- Poster Korrosion von Stählen in Nitrat-Schmelzen 1 Dr. Hartmut Göhler
- Poster Entwicklung von Na/NiCl2-Batteriemodulen mit optimierten Temperatur-Management – Projekt NaNi-Temp 1 Dr.-Ing. Robert Dittrich
- Poster Untersuchung des Einflusses von Kontaktwiderständen bei der Wärmeleitfähigkeitsmessung 1 Dr.-Ing. André Schlott
- Poster Entwicklung von Polymerelektrolyten für Lithium-Ionen-Batterien im BMBF-Verbundprojekt EMBATT2.0 1 Dipl.-Ing. (FH) Oliver Kobsch
- Poster Impulsmoduliertes WIG-Schweißen 1 Sebastian Matthes
- Poster Beurteilung der Heißrißempfindlichkeit von LTT-Schweißnähten auf Basis von 3D Tomographiedaten 1 Dipl.-Ing. Florian Vollert
- Poster Charakterisierung von Form-stabilisierten Phasenwechselmaterialien mittels 3D Röntgen Nanotomographie 1 Dr. Juliana Martins de Souza e Silva
- Poster Zerstörungsfreie Porenbewertung von Leichtmetallguss mittels industrieller Computertomographie 1 Chris Michaelis
- Poster Der Designer im Spannungsfeld zwischen Innovation und Wertschöpfung 1 Tobias Jänecke
- Poster Flammschutz für Biopolymerwerkstoffe 1 Dr. Regine Boldt
- Poster Hartstoffhaltige Materialien aus dem Pulverbett 1 Dr.-Ing. Alexander Kirchner
- Poster In-situ Experiment zur Erforschung des Selective Laser Melting (SLM) Prozesses 1 Jan Rosigkeit
- Poster Selektives Laserschmelzen niedriglegierter Kupferlegierungen: Pulverherstellung und Abhängigkeit der Bauteilqualität von den Prozessparametern 1 Dr.-Ing. Katrin Jahns
- Poster Oberflächen-Inokulation von Aluminiumlegierungen für die Additive Fertigung, unterstützt durch DFSC 1 Steffen Heiland
- Poster Neuartige drahtförmige Stahllegierungen zum Laserauftrag- und Reparaturschweißen von Werkzeugstählen 1 Josephine Zeisig
- Poster Ausnutzung von Metastabilität und Gitterdefekten bei der Mikrostrukturanpassung von SLM Ti-6Al-4V 1 Dr. Galina Kasperovich
- Poster Mikrostruktur und Eigenschaften eines mittels selektiven Laserschmelzens verarbeiteten hochfesten Werkzeugstahls 1 Fabian Kochta
- Poster Einfluss verschiedener Fertigungsparameter und Oberflächenzustände auf die Schwingfestigkeit additiv gefertigter Proben aus AlSi10Mg 1 Elmar Schuch
- Poster Qualifizierung von Duplexstahl für die Additive Fertigung von Pumpenbauteilen mittels Laserstrahlschmelzen (LBM) 1 Dr.-Ing. Andrea Kühl
- Poster Herstellung von Hybridbauteilen aus additiv gefertigten Halbzeugen durch 3DPMD mittels Diffusionsschweißen 1 Prof. Dr. Peter Mayr
- Poster Korrosionsbeständigkeit additiv gefertigter Bauteile aus Duplexstahl 1 Dipl.-Ing. Juliane Böhm
- Poster Ungänzen in additiv gefertigten Bauteilen – Einfluss auf die mechanischen Festigkeiten 1 Christoph Weidig
- Poster Mikrostrukturanalyse und mechanische Eigenschaften von SLM-hergestellten 316L-Bauteilen 1 Emre Firat Özel
- Poster Degradierbare Hybridpolymere für biomedizinische Anwendungen 1 Johannes Schwaiger
- Poster Physiko-chemische Analyse von Seegrass-Fasern (Posidonia oceana) für grüne Faser-Verbundmaterialien 0 Dr. Hendrik Bargel
- Poster Direktsynthese von feinem Ti- und Ti-Nb-Pulver mit CaH2 aus deren Oxiden 1 Dr.-Ing. Inge Lindemann
- Poster Thermo-optisches Messsystem zur in-situ Analyse des Sinterverhaltens komplex geformter Bauteile für eine effiziente und endkonturnahe Fertigung am Beispiel von anisotropen Nd-Fe-B Permanentmagneten 1 Mario Schönfeldt
- Poster Ein Qualitätssicherungssystem zur Herstellung von dickwandigen Gussstücken aus Sphäroguss für den Windkraftanlagenbau 1 Dr. Birgit Vetter
- Poster Grenzschichtmodifizierung in faserverstärkten technischen und Hochleistungsthermoplasten 1 Enrico Wölfel
- Poster Funktionspolymere als chromfreie Vorbehandlung für Korrosionsschutzbeschichtungen auf kupferhaltigen Aluminiumlegierungen 1 Dr. Ralf Frenzel
- Poster Über den Einfluss von Mangan auf die mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften von nichtrostenden, martensitaushärtenden Stählen 1 Martin Lindner
- Poster Einfluss von überlagertem Ultraschall auf das Verfestigungsverhalten von Metallen im quasistatischen Druckversuch 1 Markus Burmeister
- Poster Powder Diffraction and Total Scattering: Grundlegende Charakterisierungsmethoden für Werkstoffe mit brilliantem Synchrotronlicht 1 Ph.D. Michael Wharmby
- Poster Mikrostrukturierungsanlage für hierarchische Strukturen mit Merkmalen im Milli- bis Submikrometerbereich 1 Dipl.-Ing. Sascha Teutoburg-Weiss
- Poster Prozessierung dichter keramischer Funktionsschichten mittels Aerosolbasierter Kaltabscheidung 1 Dipl.-Ing. Tobias Nazarenus
- Poster Direct laser interference pattering with square-shaped flat-top laser beam 0 Dipl.-Ing. Joachim Ströbel
- Poster Einfluss lasermikrostrukturierter Oberflächen auf das Benetzungsverhalten von Aluminium 1 Dipl.-Ing. Stephan Milles
- Poster Microstructure imprint in polymers for tuning its surface wettability 1 Dr. Yangxi Fu
- Poster Kontinuierliche Herstellung von Kollagenfasern 1 Kim Sarah Koeck
- Poster Verbesserung der Zellviabilität in gedruckten Spinnenseiden-Biotinten 1 Angela Maria Arias Jaramillo
- Poster Defektarmes Laser-Pulver-Auftragschweißen von hochfestem Aluminium 1 Anika Langebeck
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Warmarbeitsstähle werden in der Industrie für viele Werkzeuge in warmformgebenden Fertigungsverfahren eingesetzt, wie z.B. beim Gesenkschmieden, beim Presshärten oder im Leichtmetallguss. Die Werkzeuge unterliegen prozessbedingt einem komplexen mechanischen, thermischen und tribologischen Verschleiß, der zum Ausfall der Werkzeuge führt. Um die Standzeit der Werkzeuge und damit die Verschleißbeständigkeit zu erhöhen, werden diese in der Praxis häufig durch Nitrieren zusätzlich randschichtgehärtet. Hierdurch sind die Funktionsflächen zwar deutlich verschleißbeständiger gleichzeitig steigen aber auch die Riss- und die Oxidationsneigung der Oberflächen stark an.

Sowohl die Werkstoffauswahl als auch die Plasmanitrierbehandlung haben einen erheblichen Einfluss auf die Randschichteigenschaften. Zudem wurde bei der Entwicklung von Warmarbeitsstählen ursprünglich selten eine zusätzliche Randschichthärtung mittels Nitrieren vorgesehen. Durch eine Plasmanitrierung wird dem Werkstoff atomarer -Stickstoff an der Stahloberfläche bereitgestellt. Der Stickstoff diffundiert in den Werkstoff. Dieser Vorgang wird maßgeblich durch die Temperatur, die Zeit und die Gaszusammensetzung beeinflusst. Es kommt zur Bildung von Eisennitriden direkt an der Oberfläche als auch zu Nitriden der Legierungselemente. Diese können dann ihre ursprüngliche Aufgabe im Stahl nicht mehr erfüllen und es kann zu einer verstärkten Riss- und die Oxidationsneigung kommen.

Um das unterschiedliche Verhalten verschiedener Stahlsorten zu untersuchen, wurden statische Temperofenversuche mit plasmanitrierten Stählen durchgeführt und die Proben anaylsiert. Es zeigen sich große Unterschiede zwischen den am Markt verfügbaren Warmarbeitsstählen. Die Ergebnisse werden durch zyklische Thermoschockversuche als auch reale Schmiedeversuchen evaluiert. Diese Untersuchungen bilden die Grundlage für eine zukünftige gezielte Auswahl nitriergerechter Warmarbeitsstähle und deren Weiterentwicklung.

 

Sprecher/Referent:
Markus Mejauschek
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Günter Bräuer
    Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik – IST
  • Marcel Rothgänger
    Uni Hannover

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