Steigerung der Schädigungstoleranz von 100Cr6 durch Beeinflussung des statischen und zyklischen Verfestigungsverhaltens mittels definiert stabilisierten Restaustenits - Restaustenitstabilisierung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Tilmann Beck; Professorin Dr.-Ing. Brigitte Clausen; Professor Dr.-Ing. Ulrich Krupp, seit 2/2021
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen ; Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420401443

Das geplante Forschungsvorhaben verfolgt das Ziel, einen schädigungstoleranten Wälzlagerstahl des Typs 100Cr6 zu entwickeln. Methodisch soll eine signifikante Steigerung des lokalen Verfestigungsvermögens bei hoher lokaler mechanischer Beanspruchbarkeit und Maßstabilität umgesetzt werden. Die wissenschaftliche Lösungshypothese ist eine gezielte Kombination aus Legierung und Wärmebehandlung zur Einstellung von Restaustenitanteil, -verteilung und -stabilität. Hierbei sollen die physikalischen Zusammenhänge in einem technischen Werkstoff verstanden bzw. das hierzu notwendige Wissen erweitert werden. Dazu gilt es, grundlegende Erkenntnisse über die bei zyklischer Belastung wirkenden Mechanismen zur Stabilisierung bzw. zur zyklisch induzierten lokalen Umwandlung des Restaustenits in Martensit zu erlangen und wie sich eine erhöhte Einsatztemperatur auf diese auswirkt.Wird das Ziel des Forschungsvorhabens erreicht, so verfügt die identifizierte Werkstoffvariante über eine gegenüber herkömmlichen Wälzlagerstählen erhöhte Schädigungstoleranz. Die Erhöhung der Verfestigungsrate durch eine lokale Phasenumwandlung führt dazu, dass die umgebende Matrix auf Spannungsspitzen an Fehlstellen bzw. an Rissspitzen verfestigend und somit rissvermeidend, risshemmend oder rissstoppend wirkt. Gleichzeitig steigt bei einem derartigen Legierungskonzept auch die Toleranz gegen innere Fehlstellen, wodurch auf kostenintensive Steigerungen des Reinheitsgrades der Werkstoffe verzichtet werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Thermographiesystem
• Gerätegruppe: 8620 Strahlungsthermometer, Pyrometer, Thermosonden
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Bleck, bis 1/2021