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Projektträger | Fördermittelgeber: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsgemeinschaft, DVS
Aufgabenstellung
Bei den für so genannte weiße Ware eingesetzten rostfreien Edelstählen handelt es sich zumeist um Austenite, die zur Erzeugung eines kubisch flächenzentrierten Kristallgitters nickellegiert sind. Auf Grund des hohen Marktpreises von Nickel streben industrielle Anwender jedoch nach nickelfreien ferritischen Edelstählen, die eine ähnliche korrosive Beständigkeit zu günstigeren Konditionen bieten. Für Bauteile mit erhöhten chemischen Anforderungen sind Austenite allerdings nicht vollständig ersetzbar, so dass zur Kostenreduktion geschweißte Mischverbindungen aus austenitischen und ferritischen Edelstählen notwendig sind.
Vorgehensweise
Entscheidend für die chemische Beständigkeit von Stählen ist neben der Werkstofflegierung auch die beim Laserstrahlschweißen eingebrachte Wärme und die sich im Schmelzbad ergebende Durchmischung der Elemente. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden daher der Einfluss dieser Faktoren auf das mechanische und chemische Verhalten der Schweißungen grundlegend untersucht und Verfahrensempfehlungen erstellt.
Ergebnisse
Chemische Belastungstests und Elementanalysen zeigen eine direkte Korrelation der Homogenität der Elementdurchmischung und der resultierenden Korrosionsbeständigkeit. Eine besonders gleichmäßige Verteilung der jeweiligen Legierungselemente kann durch kleine Fokusdurchmesser (<300 µm) des Laserstrahls und der daraus folgenden erhöhten Strömungsturbulenz erreicht werden.
Chemische Belastungstests und Elementanalysen zeigen eine direkte Korrelation der Homogenität der Elementdurchmischung und der resultierenden Korrosionsbeständigkeit. Eine besonders gleichmäßige Verteilung der jeweiligen Legierungselemente kann durch kleine Fokusdurchmesser (<300 µm) des Laserstrahls und der daraus folgenden erhöhten Strömungsturbulenz erreicht werden.
Mikrosondenanalyse zweier Schweißungen von Edelstählen mit 600 µm (links) und 200 µm Spotdurchmesser (rechts). Parameter: links v = 5m/min; P = 2,4 kW, rechts v = 5 m/min; P = 1 kW
