IGF-Nr.: 21.079 N / Simulation und experimentelle Validierung von Eigenspannungen in lasergenerierten Composite-Werkstoffen

Product information

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erhöhung der Standzeit von stark belasteten Oberflächen durch Verwendung von lasergenerierten MMC (metal-matrix-composite) - Schichten. Dabei besitzt die metallische Matrix eine hohe Duktilität und die eingebrachten keramischen Partikel eine hohe Härte. So kann die Verschleißfestigkeit erhöht werden bei gleichzeitig duktilen Eigenschaften, die das Abfangen von Spannungsspitzen ermöglichen. Es gilt, Einflussfaktoren auf thermisch-induzierte Eigenspannungen bei der Herstellung solcher Schichten zu identifizieren und experimentell zu validieren. Diese Erkenntnisse helfen KMU als Lohnfertiger MMC-Verschleißschutzschichten mit erhöhter Festigkeit herzustellen und KMU für Simulationsdienstleistungen das Portfolio zu erweitern.
Mittels FE-Simulation soll die MMC-Oberfläche hinreichend genau abgebildet werden, damit so die wesentlichen Einflussfaktoren auf den Eigenspannungszustand identifiziert werden können. Dabei fließen die mathematische Homogenisierung der Materialeigenschaften sowie die mathematische Beschreibung von Mikrostrukturen in ein Simulationsmodell ein. Die Validierung der Eigenspannungen erfolgt anhand der quantitativen Eigenspannungsbestimmung durch Neutronenbeugung sowohl in der Matrix als auch in den Hartstoffpartikeln.
Untersucht werden Hartpartikel unterschiedlicher Menge, deren Verteilung anhand metallographischer Schliffe analysiert wird. Durch die Korrelation zwischen den Ergebnissen der Neutronenbeugungsmessung an den lasergenerierten Verbundwerkstoffen und den prozessbedingten Faktoren, wie den Temperaturgradienten, den Prozessparametern und Anzahl der verstärkenden Phase werden Erkenntnisse gewonnen, um die Ursachen der Eigenspannungen zu verstehen und auf diese im Prozess gezielt einwirken zu können. Somit sollen die erzielten Ergebnisse die weitere Verbreitung von lasergenerierten Schutzschichten voran treiben welche maßgeblich durch KMU durchgeführt werden. Somit können KMU von mehr Aufträgen profitieren.

ISBN

978-3-96870-575-0

Reihe

DVS Forschungsvereinigung,

Band

Band: 575

Erscheinungsdatum

March 2023

Bindung

E-Book im PDF Format

Seiten

116

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