Herstellung von Metal-Matrix-Composites im Vakuum-Druckinfiltrationsofen

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GP 03/2015
Forschung
Automatisierung
Prozesstechnik

Am Gießerei-Institut der TU Bergakademie Freiberg befindet sich ein Druckinfiltrationsofen, der in diesem Artikel beschrieben wird. Die Versuchsanlage verbindet zwei wesentliche Infiltrationsrouten, indem drucklose und erzwungene Infiltration miteinander kombiniert werden.
Mittels in situ-Messungen des Infiltrationsfortschrittes kann das Eindringen vom flüssigen Stahl in keramischen Strukturen untersucht werden. Es ist dadurch möglich, Metal-Matrix-Composites (MMCs) aus TRIP/TWIP-Stahlguss und MgO-teilstabilisierter Zirkonoxidkeramik unter Inertgas- und Stickstoffatmosphäre bei bis zu 8 bar herzustellen. Der Artikel gibt einen deutschsprachigen Überblick über einen Vortrag, der am 18. September 2014 auf der 12th International Conference on High Nitrogen Steels, Hamburg, stattfand.

Einleitung
Metal-Matrix-Composites (MMCs) erlangen immer größere Beachtung in der Gießereibranche. Neben ihrem verminderten spezifischen Gewicht gegenüber Vollmetallgusskörpern ermöglichen sie auch die gezielte Kombination von positiven Eigenschaften einzelner Komponenten. Ein Großteil der Untersuchungen beschäftigt sich jedoch mit Nichteisenlegierungen. Auf Grund des hohen Verformungspotenzials und dem einhergehenden Energieabsorptionsvermögen bieten TRIP-Stahl-basierte Verbundwerkstoffe ein hohes Potential für topologieoptimierte und dünnere, leichtere Gussteile. Aus diesem Grunde wurde an der TU Bergakademie Freiberg ein Sonderforschungsbereich (SFB799) zur Erforschung neuer innovativer Materialsysteme und Herstellungstechnologien gegründet und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert.
Das Ziel des Sonderforschungsbereiches TRIP-Matrix-Composite ist die Kombination der positiven Effekte von TRIP/TWIP-Stahlguss (Verformungsinduzierte Martensit- bzw. Zwillingsbildung) mit MgO-teilstabilisiertem Zirkoniumoxid, welches auch eine martensitische Umwandlung bei Beanspruchung durchläuft.

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