Werkstoffentwicklung

Die Nutzung einer mechanisch induzierten -Martensitbildung bei reibbeanspruchten metastabilen austenitischen FeMn- bzw. FeMnCr-Legierungen - Weich- u. Hartlegierungen - führt zu einer deutlichen Verbesserung des Reibungs- und Verschleißverhaltens dieser Legierungen aber auch z.B. im Vergleich zu austenitischen CrNi-Stählen oder herkömmlichen Kupferlegierungen. Die Ausscheidung von Hartphasen erhöht die Warmverschleiß- und Abrasionsbeständigkeit deutlich und ermöglicht die Herstellung leistungsfähiger Hartlegierungen.

- Weichlegierungen mit metastabiler austenitischer FeMnCr-Matrix -

Gefüge
  • metastabiler Austenit und hexagonaler  -Martensit
  • metastabiler Austenit, hexagonaler - und  -Martensit
  • Härte: 150-250 HV30 (abhängig vom    Martensitanteil) 

mechanische Eigenschaften

  • Härte: 160-260 HV30
  • Streckgrenze: PP 0,2=300-500 MPa
  • Zugfestigkeit: RZ=750-850 MPa
  • Bruchdehnung: A5=40-45 %
  • Kerbschlagzähigkeit: KC=150-250 Jcm²

tribologische Eigenschaften

  • sehr gutes Reibungs- und Verschleißverhalten metallischer Reibpaarungen bei Festkörperreibung bei T150°C
  • gutes Verhalten unter ermüdungsartiger Belastung, z .B. gegenüber Kavitation

Korrosionsverhalten

  • gute Korrosionsbeständigkeit unter passivierenden Bedingungen (chromreiche Oxidschicht)

Herstellung

  • Schmiedeteil
  • Schweißzusatz (Draht, Pulver)
  • Sinterteil

Verarbeitung

  • gute Schweißbarkeit unter Schutzgas
  • gute Zerspanbarkeit

Metastabile kohlenstoffarme austenitische
Eisenlegierung mit 20% Mangan
(-Martensit: weiß
)




[Image]

Triboverhalten von FeMn-Legierungen
unter trockener oszillierender Gleitreibung
T=20°C, vR=6mm/s, pN=120MPa, sR=8m


- FeMnCrB-Hartlegierungen mit metastabiler austenitischer Matrix -

Gefüge
  • Metallmatrix: metastabiler Austenit und hexagonaler -Martensit
  • Hartstoff: Boride
  • Härte: 400-700 HV30 (abhängig vom Hartstoffanteil)

tribologische Eigenschaften

  • guter Abrasionswiderstand
  • hoher Warmverschleißwiderstand
  • sehr gutes Reibungs- und Verschleißverhalten metallischer Reibpaarungen bei Festkörperreibung im Temperaturbereich von
    T800 °C

Korrosionsverhalten

  • gute Korrosionsbeständigkeit unter passivierenden
    Bedingungen (chromreiche Oxidschicht)

Verarbeitbarkeit

  • gute Schweißbarkeit unter Schutzgas
  • ausreichende Zerspanbarkeit bei 500HV30

Anwendung

  • Verfahrenstechnik (Panzerung von Rohrleitungskrümmern, Schieberdichtflächen, Pumpenteilen als kostengünstige
    Alternative zum Stelliteinsatz)
  • thermomechanisch hochbeanspruchte Gleitlager bzw.
    Führungen des Maschinenbaues
  • Zerkleinerungstechnik
  • Bergbau

boridische Hartlegierung mit metastabiler
austenitischer FeMnCr-Matrix und
Primärboriden (auftraggeschweißt, MSG)



Verschleißverhalten einer Fe- und Co-
Hartlegierung bei trockener oszillierender
Gleitreibung vR=6mm/s, pN=120MPa, sR=8m


- FeMnCrVC-Hartlegierungen mit (metastabiler) austenitischer Matrix -

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Gefüge
  • Metallmatrix: metastabiler Austenit
  • Hartstoff: Karbide (Vanadinkarbide, Mischkarbide)
  • Härte: 400-700 HV30 (abhängig vom Hartstoffanteil)

tribologische Eigenschaften

  • guter Abrasionswiderstand
  • hoher Warmverschleißwiderstand
  • gutes Reibungs- und Verschleißverhalten metallischer
    Reibpaarungen bei Festkörperreibung im
    Temperaturbereich  von  T800 °C

Korrosionsverhalten

  • gute Korrosionsbeständigkeit unter passivierenden
    Bedingungen (chromreiche Oxidschicht)

Verarbeitbarkeit

  • gute Schweißbarkeit unter Schutzgas
  • ausreichende Zerspanbarkeit bei 500HV30

Anwendung

  • Verfahrenstechnik (Panzerung von Rohrleitungskrümmern, Schieberdichtflächen, Pumpenteilen als kostengünstige
    Alternative zum Stelliteinsatz)
  • thermomechanisch hochbeanspruchte Gleitlager bzw.
    Führungen des Maschinenbaues
  • Zerkleinerungstechnik
  • Bergbau

FeMnCrVC-Hartlegierung mit metastabiler
austenitischer Matrix und primären
Vandinkarbiden (auftraggeschweißt, PTA)



Abrasionsbeständigkeit metastabiler
austenitischer FeMnCrVC-Hartlegierungen
(blaue Balken) gegenüber der handels-
üblichen martensitischen FeCrVC-
Hartlegierung (V15), Millertester,
Auftragschweißproben (PTA)


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