Randstruktur und Dauerfestigkeit laserstrahlbeschichteter Proben

• Antragsteller: Dr. Hubert Bomas
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 68400318

Das Laserstrahlbeschichten hat zunehmende Bedeutung bei der Reparatur wertvoller Bauteile in vielen Bereichen des Maschinenbaus, um beispielweise die Sollkontur nach einem tribologischen Verschleiß wieder herzustellen. Im Betrieb unterliegen viele Bauteile zusätzlich zu diesem Verschleißmechanismus einer Ermüdungsbelastung. Die Wirkung des Laserstrahlbeschichtens auf die Dauerfestigkeit der beschichteten Bauteile kann heute in keiner Weise eingeschätzt werden. Hier liegt dringender Forschungsbedarf vor, der mit diesem und den begleitenden Vorhaben erfüllt werden soll.In der zweiten Phase des Forschungsvorhabens sollen örtliche Eigenschaften von Rundproben, die aus dem austenitischen Stahl X5CrNi18-10 sowie dem Vergütungsstahl 42CrMo4 hergestellt wurden und mit optimierten Prozessparametern mit Stellite 21 beschichtet wurden, charakterisiert werden. Die Optimierung der Prozessparameter soll dahin gehend geschehen, die eingebrachte Streckenenergie zu minimieren, um ein feineres Gefüge in der Stellite-21-Schicht zu erzeugen. Außerdem sollen Proben untersucht werden, deren Beschichtung nachbehandelt wurde. Als Nachbehandlungsverfahren sollen Spannungsarmglühen und Festwalzen, abgestimmt auf die jeweilige Schicht-Kernwerkstoff-Paarung, angewandt werden. Für die Charakterisierung sollen Oberflächenrauheit, Mikrostruktur, Härte und Eigenspannungen dieser Proben ermittelt werden. Des Weiteren sollen die Dauerfestigkeiten und ihre Streuungen gemessen werden, und das Probenversagen soll analysiert werden. Die ermittelten Probeneigenschaften dienen als Datenbasis für eine begleitende Modellierung der Dauerfestigkeiten. Aufbauend auf den Erkenntnissen der ersten Antragsphase soll die Wirkung von optimierten Beschichtungsparametern sowie von Nachbehandlungsverfahren auf die Dauerfestigkeit unter Biege- und gegebenenfalls Torsionsbelastung modelliert und damit verstanden und beherrscht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Hans-Werner Zoch