ADAMAS

Projektziel

Im Rahmen des Projekts soll der werkstoff-inhärente Mechanismus einer Phasenumwandlung zur Selbstheilung ausgenutzt werden. In Analogie zur Hornhautbildung infolge von Druck und Reibung soll eine mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA) erzeugte Schicht aus dem metastabilen Austenitstahl 1.4301 aktiv und lokal auf Umwelteinflüsse (plastische Verformung) reagieren. Dieser Effekt wird durch die Neigung des 1.4301 zur verformungsinduzierten Martensitumwandlung – auch bekannt als TRIP-Effekt (transformation-induced-plasticity) bekannt – realisiert.

Eine wesentliche Herausforderung besteht darin, dass die Schicht möglichst einphasig austenitisch erstarrt. Die Lasermaterialbearbeitung zeichnet sich allerdings durch vergleichsweise kleine Schmelzvolumina und damit einhergehend hohe Abkühlgeschwindigkeiten aus. Dies birgt die Gefahr, dass δ-Ferrit gebildet wird, der sich unter plastischer Verformung nicht in Martensit umwandelt. Daher gilt es, den Prozess des LPA so anzupassen, dass die erzeugte Schicht einphasig austenitisch erstarrt. Darauf aufbauend gilt es zu klären, ob die so prozessierten Schichten aus 1.4301 etablierten Schichtwerkstoffen im Falle mechanischer und korrosiver Einwirkung aufgrund des zu erwartenden Selbstheilungseffekts überlegen sind und eine gleichwertige bzw. verbesserte Korrosions- und Verschleißresistenz aufweisen. Übergeordnet wird damit das Ziel verfolgt, den etablierten Ni-, Co- und Cr-basierten Schichten – insbesondere Hartchrom, eine umwelt- und gesundheitsfreundliche Alternative zu bieten.
 

Arbeitsplan

Verschiedene Parametervariationen werden beim LPA systematisch getestet, um das Ziel eines möglichst rein austenitischen Ausgangszustands zu erreichen. Das Gefüge wird durch begleitend stattfindende metallographische Untersuchungen charakterisiert. Proben aller Werkstoffe werden mechanisch beansprucht, um anschließend den Einfluss dieser Vorschädigung bzw. des Selbstheilungseffekts auf den Verschleiß und das Korrosionsverhalten hin zu untersuchen.