Hochfestigkeit und Duktilität von teilamorphen und nanostrukturierten vielkomponentigen Eisen-Basislegierungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Innerhalb des Projektzeitraums wurde das Ziel verfolgt die mechanischen Eigenschaften von teilamorphen und nanostrukturierten vielkomponentigen Eisen-Basislegierungen zu charakterisieren und gegebenenfalls hinsichtlich Festigkeit und plastischen Verformungsvermögen zu verbessern. Auf Basis der amorphen Legierung Fe65,5Cr4Mo4Ga4P12C5B5,5 wurden verschiede hochfeste und duktile kristalline Legierungen entwickelt (siehe Zwischenbericht und Publikationen). Ebenfalls konnten mehrere Glasmatrixkomposite auf Eisenbasis hergestellt werden. Diese Komposite bestehen aus einer amorphen Matrixphase mit eingelagerten Phasenanteilen aus Zikonkabid, Titankarbid, Niobkarbid, Silber, einer kupferreichen kristallinen Phase oder α- Eisen. Damit wurde nachgewiesen, dass auf Basis der Legierung (Fe44,3Cr5Co5Mo12,8Mn11,2C15,8B5,9)98,5Y1,5 Komposite herstellbar sind. Jedes Komposit wurde strukturell, thermisch und mechanisch charakterisiert. Die erreichbaren elastischen Druckfestigkeiten liegen mit mehr als 2000 MPa über denen gewöhnlicher kristalliner Eisenlegierungen. Jedoch konnten auch mittels dieser Komposite keine plastischen Verformungen erreicht werden. Während der Entwicklung der Komposite wurde außerdem ein Verständnis für die Wirkungsweise verschiedener Gehalte an Chrom, Kobalt und Molybdän auf die thermischen und strukturellen Eigenschaften dieses Legierungssystems gewonnen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Advanced high-strength and ductile Fe-Cr-Mo-Ga-Si alloys, ISMANAM-2006, Conference held Aug. 27-31, 2006 Warsaw/Poland, in Reviews on Advanced Materials Science; 18, 140- 143 (2008)
K. Werniewicz, U. Kühn, N. Mattern, B. Bartusch, U. Siegel, L. Schultz and T. Kulik
- “Advanced high-strength Fe-based materials with large plasticity”, ISMANAM 2006, August 2006 Warschau, Polen
Werniewicz, K., Kühn, U., Mattern, N., Bartusch, B., Eckert, J., Siegel, U., Schultz, L., Kulik, T.
- “Mechanical behaviour and phase formation of an iron-based alloy in dependence of heat treatments”, BMG V 2006, Oktober 2006 Awaji Island, Japan
Siegel, U., Kühn, U., Mattern, N., Eckert, J., Schultz, L.
- „Advanced high-strength and ductile Fe-Cr-Mo-Ga-Si alloys“, BMG School, September 2006 Turin, Italien
Werniewicz, K., Kühn, U., Mattern, N., Bartusch, B., Eckert, J., Schultz, L., Kulik, T.
- „Mechanical and thermal properties and phase formation of amorphous and partly crystalline iron based alloys”, ISMANAM 2006, August 2006 Warschau, Polen
Siegel, U., Kühn, U., Mattern, N., Werniewicz, K., Schultz, L.
- „Next generation of steel“, BMG V 2006, Oktober 2006 Awaji Island, Japan
Werniewicz, K., Kühn, U., Mattern, N., Bartusch, B., Eckert, J., Schultz, L., Kulik, T.
- New Fe-Cr-Mo-Ga-C composites with high compressive strength and large plasticity, Acta Mater. 55, 3513-3520 (2007)
K. Werniewicz, U. Kühn, N. Mattern, B. Bartusch, J. Eckert, J. Das, L. Schultz and T. Kulik
- Novel high-strength Fe-based composite materials with large plasticity, in The World of Bulk Metallic Glasses and their Composites, Research Signpost, Chapter 3, 53-72 (2007).
K. Werniewicz, U. Kühn, N. Mattern, B. Bartusch, J. Eckert, J. Das, U.Siegel, L. Schultz and T. Kulik
- “Phase formation, mechanical properties and crack propagation in (Fe44.3Cr5Co5Mo12.8Mn11.2C15.8B5.9)98.5Y1.5 BMG and it’s composites”, MRS fall meeting 2007, November 2007, Boston USA
Siegel, U., Kühn, U., Mattern, N., Eckert, J.
- Fe-based materials with improved mechanical properties, in Glass Materials Research Progress, Nova Publisher, Chapter 9, 259-274 (2008)
K. Werniewicz, U. Kühn, N. Mattern, B. Bartusch, J. Eckert, U. Siegel, L. Schultz and T. Kulik
- “Glass forming ability and mechanical properties of iron based amorphous alloys depending on Mo, Cr and Co content”, EUROMAT 2009, September 2009 Glasgow, Großbritannien
Siegel, U., Kühn, U., Eckert, J.
