DVS Forschungsvereinigung, Band: 303
IGF-Nr.: 17.776N / Verbesserung der Gebrauchseigenschaften hochtemperaturgelöteter Verbindungen durch thermodynamisch ausgelegte Temperatur-/Zeitzyklen
Artikel-Nr.: 170412
ISBN: 978-3-96870-302-2
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Produktinformationen
Nickelbasislote werden seit langem industriell zum Hochtemperaturlöten eingesetzt. Bisher ungelöst ist die Bildung spröder Phasen in der Lötnaht, wenn eine bestimmte Spaltbreite überschritten wird. In Abhängigkeit von den Grundwerkstoffen und dem verwendeten Lot können nachgeschaltete Diffusionswärmebehandlungen bei Temperaturen deutlich unterhalb der Löttemperatur zu einer Festigkeitssteigerung aber auch zu einer ungünstigen Gefügeausbildung mit schlechtem Bruchverhalten führen. In jedem Fall sind derartige Wärmebehandlungen sehr zeit- und kostenintensiv.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, mittels thermodynamischer Berechnungen die Stabilitätsbedingungen der in Nickelbasislötnähten gebildeten spröden Phasen zu untersuchen, um prozesstechnisch gezielt auf die Sprödphasenbildung /-auflösung Einfluss nehmen zu können und so die Gebrauchseigenschaften, insbesondere das Bruchverhalten, zu verbessern. Die thermodynamische Simulation bietet hierbei zum einen den Vorteil, die einzelnen Einflussgrößen separieren und zum anderen Temperatur-/Zeitzyklen ohne aufwendige Experimente auslegen zu können. Die Eigenschaften der in der Lötnaht gebildeten Phasen und der Mischkristallmatrix werden mittels Nanoindentation charakterisiert. Neben Härte und E-Modul wird die Kriechgeschwindigkeit bis 500°C bestimmt. Zur Abschätzung des Einflusses der einzelnen Phasen auf das makroskopische Bruchverhalten im Kerbschlagbiegeversuch werden bruchmechanische Kennwerte der einzelnen Phasen bestimmt und mittels mathematischer Homogenisierungsverfahren auf die Kerbschlagarbeit extrapoliert. Diese Werte werden experimentell mittels Kerbschlagbiegeversuchen validiert.
Aufbauend auf den Forschungsergebnissen können sich neue Geschäftsfelder entwickeln, in denen das Auslegen von Lötzyklen auf der Grundlage thermodynamischer Berechnungen als Dienstleistung angeboten wird.
- ISBN
- 978-3-96870-302-2
- Reihe
- DVS Forschungsvereinigung,
- Band
- Band: 303
- Erscheinungsdatum
- März 2017
- Bindung
- E-Book im PDF Format
- Seiten
- 38