Influence of solution state and microstructure on the thermal and electrical conductivity of tool steels
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses DFG-Projektes wurden Einflüsse auf die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Werkzeugstähle und eines kupferinfiltrierten Werkzeugstahls untersucht. Im Zuge dessen konnten die Auswirkungen von Legierung, Herstellungsroute, und Wärmebehandlung auf die Wärmeleitfähigkeit isoliert und quantifiziert werden. Es zeigte sich ein starker Einfluss der Mikrostruktur sowie der chemischen Zusammensetzung der beteiligten Phasen auf die Wärmeleitfähigkeit. Beides ist bei Werkzeugstählen durch die Wärmebehandlung einer volatilen Wechselwirkung ausgesetzt, wodurch sich zwar alle Einflussgrößen gegenseitig beeinflussen, jedoch auch ein gewisser Spielraum entsteht, in dem mechanische und physikalische Eigenschaften eines Werkzeugstahls gezielt eingestellt werden können. Dies ermöglichte die Entwicklung neuer Werkzeugstähle mit angepasster Wärmeleitfähigkeit sowie die Optimierung der Wärmebehandlung bestehender Stähle. Im Falle des mit Kupfer infiltrierten Werkzeugstahls konnten darüber hinaus Erkenntnisse zum Einfluss der inneren Geometrie auf die Wärmeleitfähigkeit von derartigen Verbundwerkstoffen erzielt werden. Außerdem wurde mit der Simulation der Wärmeleitung eines mittels Röntgentomographie erstellten 3D-Modells ein Weg gefunden, die Wärmeleitfähigkeit eines Verbundwerkstoffs weitergehend zu analysieren. Dies könnte in Zukunft eine Möglichkeit aufweisen, durch Beeinflussung der inneren Struktur von Durchdringungskörpern deren thermische Eigenschaften gezielt zu bestimmen.
Publications
- On the relationship of heat treatment, microstructure, mechanical properties, and thermal conductivity of tool steels. The Austrian Society for Metallurgy and Materials (Hrsg.): 9th International Tooling Conference – Tool 2012, Proceedings, S. 143-152
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S. Klein, S. Weber, W. Theisen
